Влияние паровой нагрузки на тепловые потоки факела в топке котла. Котельно-вспомогательное оборудование Геометрические характеристики пароперегревателей

Котлоагрегат ТГМ-84 спроектирован по П-образной компоновке и состоит из топочной камеры, являющейся восходящим газоходом, и опускной конвективной шахты, разделенной на 2 газохода. Переходной горизонтальный газоход между топкой и конвективной шахтой практически отсутствуют. В верхней части топки и поворотной камере расположен ширмовый пароперегреватель. В конвективной шахте, разделенной на 2 газохода, размещены последовательно (по ходу газов) горизонтальный пароперегреватель и водяной экономайзер. За водяным экономайзером находится поворотная камера с золоприемными бункерами.

Два включенных параллельно регенеративных воздухоподогревателя установлены позади конвективной шахты.

Топочная камера имеет обычную призматическую форму с размерами между осями труб 6016*14080 мм и разделена двухсветным водяным экраном на две полутопки. Боковые и задняя стены топочной камеры экранированы испарительными трубами с диаметром 60*6 мм (сталь-20) с шагом 64 мм. Боковые экраны в нижней части имеют скаты к середине в нижней части под углом 15 к горизонтали и образуют «холодный» под.

Двухсветный экран состоит так же из труб диаметром 60*6 мм с шагом 64 мм и имеет окна, образованные разводкой труб, для выравнивания давления в полутопках. Экранная система с помощью тяг подвешена к металлоконструкциям потолочного перекрытия и имеет возможность при тепловом расширении свободно опускаться вниз.

Потолок топочной камеры выполнен горизонтальным и экранирован трубами потолочного пароперегревателя.

Топочная камера, оборудованная 18-ю мазутными горелками, которые расположены на фронтовой стене в три яруса. На котле установлен барабан внутренним диаметром 1800 мм. Длина цилиндрической части 16200 мм. В барабане котла организована сепарация промывка пара питательной водой.

Принципиальная схема пароперегревателей

Пароперегреватель котла ТГМ-84 по характеру восприятия тепла радиационно конвективный и состоит из следующих основных 3-х частей: радиационный, ширмовый или полурадиационный и конвективной.

Радиационная часть состоит из настенного и потолочного пароперегревателя.

Полурадиационный пароперегреватель состоит из 60 унифицированных ширм. Конвективный пароперегреватель горизонтального типа состоит из 2-х частей, размещенных в 2-х газоходах опускной шахты над водяным экономайзером.

На фронтовой стене топочной камеры установлен настенный пароперегреватель, выполненный в виде шести транспортабельных блоков из труб диаметром 42*55 (сталь 12*1МФ).

Выходная камера потолочного п/п состоит из 2-х сварных между собой коллекторов, образующих общую камеру, по одной на каждую полутопку. Выходная камера топочного п/п одна и состоит из 6-и сварных между собой коллекторов.

Входная и выходная камеры ширмового пароперегревателя расположены одна над другой и изготовлены из труб диаметром 133*13 мм.

Конвективный пароперегреватель выполнен по Z-образной схеме, т.е. пар заходит со стороны передней стенки. Каждый п/п состоит из 4-х однозаходных змеевиков.

К устройству для регулирования температуры перегрева пара относятся конденсационная установка и впрыскивающие пароохладители. Впрыскивающие пароохладители устанавливаются перед ширмовыми пароперегревателями в рассечке ширм и в рассечке конвективного пароперегревателя. При работе на газе работают все пароохладители, при работе на мазуте - только установленный в рассечке конвективного п/п.

Стальной змеевиковый водяной экономайзер состоит из 2-х частей, размещенных в левом и правых газоходах опускной конвективной шахты.

Каждая часть экономайзера состоит из 4-х пакетов по высоте. В каждом пакете два блока, в каждом блоке 56 или 54 четырехзаходних змеевика из труб диаметром 25*3,5 мм (сталь20). Змеевики расположены параллельно фронту котла в шахматном порядке с шагом 80 мм. Коллекторы экономайзера внесены наружу конвективной шахты.

На котле установлено 2 регенеративных вращающихся воздухоподогревателя РВП-54.

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭНЕРГОСИСТЕМ

ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
КОТЛА ТГМ-96Б ПРИ СЖИГАНИИ МАЗУТА

Москва 1981

Настоящая Типовая энергетическая характеристика разработана Союзтехэнерго (инж. Г.И. ГУЦАЛО)

Типовая энергетическая характеристика котла ТГМ-96Б составлена на базе тепловых испытаний, проведенных Союзтехэнерго на Рижской ТЭЦ-2 и Средазтехэнерго на ТЭЦ-ГАЗ, и отражает технически достижимую экономичность котла.

Типовая энергетическая характеристика может служить основой для составления нормативных характеристик котлов ТГМ-96Б при сжигании мазута.

Приложение

. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

1.1 . Котел ТГМ-96Б Таганрогского котельного завода - газомазутный с естественной циркуляцией и П-образной компоновкой, предназначен для работы с турбинами T -100/120-130-3 и ПТ-60-130/13. Основные расчетные параметры котла при работе на мазуте приведены в табл. .

По данным ТКЗ, минимально допустимая нагрузка котла по условию циркуляции составляет 40 % номинальной.

1.2 . Топочная камера имеет призматическую форму и в плане представляет собой прямоугольник с размерами 6080×14700 мм. Объем топочной камеры - 1635 м 3 . Тепловое напряжение топочного объема составляет 214 кВт/м 3 , или 184 · 10 3 ккал/(м 3 · ч). В топочной камере размещены испарительные экраны и на фронтовой стене радиационный настенный пароперегреватель (РНП). В верхней части топки в поворотной камере размещен ширмовый пароперегреватель (ШПП). В опускной конвективной шахте расположены последовательно по ходу газов два пакета конвективного пароперегревателя (КПП) и водяной экономайзер (ВЭ).

1.3 . Паровой тракт котла состоит из двух самостоятельных потоков с перебросом пара между сторонами котла. Температура перегретого пара регулируется впрыском собственного конденсата.

1.4 . На фронтовой стене топочной камеры расположены четыре двухпоточные газомазутные горелки ХФ ЦКБ-ВТИ. Горелки установлены в два яруса на отметках -7250 и 11300 мм с углом подъема к горизонту 10°.

Для сжигания мазута предусмотрены паромеханические форсунки «Титан» номинальной производительностью 8,4 т/ч при давлении мазута 3,5 МПа (35 кгс/см 2). Давление пара на продувку и распыл мазута рекомендовано заводом 0,6 МПа (6 кгс/см 2). Расход пара на форсунку составляет 240 кг/ч.

1.5 . Котельная установка укомплектована:

Двумя дутьевыми вентиляторами ВДН-16-П производительностью с запасом 10 % 259 · 10 3 м 3 /ч, давлением с запасом 20 % 39,8 МПа (398,0 кгс/м 2), мощностью 500/250 кВт и частотой вращения 741/594 об/мин каждой машины;

Двумя дымососами ДН-24×2-0,62 ГМ производительностью с запасом 10 % 415 · 10 3 м 3 /ч, давлением с запасом 20 % 21,6 МПа (216,0 кгс/м 2), мощностью 800/400 кВт и частотой вращения 743/595 об/мин каждой машины.

1.6 . Для очистки конвективных поверхностей нагрева от отложений золы проектом предусмотрена дробевая установка, для очистки РВП - водная обмывка и обдувка паром из барабана со снижением давления в дросселирующей установке. Продолжительность обдувки одного РВП 50 мин.

. ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА ТГМ-96Б

2.1 . Типовая энергетическая характеристика котла ТГМ-96Б ( рис. , , ) составлена на основании результатов тепловых испытаний котлов Рижской ТЭЦ-2 и ТЭЦ ГАЗ в соответствии с инструктивными материалами и методическими указаниями по нормированию технико-экономических показателей котлов. Характеристика отражает среднюю экономичность нового котла, работающего с турбинами T -100/120-130/3 и ПТ-60-130/13 при нижеприведенных условиях, принятых за исходные.

2.1.1 . В топливном балансе электростанций, сжигающих жидкое топливо, большую часть составляет высокосернистый мазут M 100. Поэтому характеристика составлена на мазут M 100 (ГОСТ 10585-75 ) с характеристиками: A P = 0,14 %, W P = 1,5 %, S P = 3,5 %, (9500 ккал/кг). Все необходимые расчеты выполнены на рабочую массу мазута

2.1.2 . Температура мазута перед форсунками принята 120 ° C (t тл = 120 °С) исходя из условий вязкости мазута M 100, равной 2,5° ВУ, согласно § 5.41 ПТЭ.

2.1.3 . Среднегодовая температура холодного воздуха (t x .в. ) на входе в дутьевой вентилятор принята равной 10 ° C , так как в основном котлы ТГМ-96Б находятся в климатических районах (Москва, Рига, Горький, Кишинев) со среднегодовой температурой воздуха, близкой к этой температуре.

2.1.4 . Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель (t вп ) принята равной 70 ° C и постоянной при изменении нагрузки котла, согласно § 17.25 ПТЭ.

2.1.5 . Для электростанций с поперечными связями температура питательной воды (t п.в ) перед котлом принята расчетной (230 °С) и постоянной при изменении нагрузки котла.

2.1.6 . Удельный расход тепла нетто на турбоустановку принят 1750 ккал/(кВт. ч), по данным тепловых испытаний.

2.1.7 . Коэффициент теплового потока принят изменяющимся с нагрузкой котла от 98,5 % при номинальной нагрузке до 97,5 % при нагрузке 0,6 D ном .

2.2 . Расчет нормативной характеристики проведен в соответствии с указаниями «Теплового расчета котельных агрегатов (нормативный метод)», (М.: Энергия, 1973).

2.2.1 . Коэффициент полезного действия брутто котла и потери тепла с уходящими газами подсчитаны в соответствии с методикой, изложенной в книге Я.Л. Пеккера «Теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива» (М.: Энергия, 1977).

где

здесь

α ух = α " вэ + Δα тр

α ух - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах;

Δα тр - присосы в газовый тракт котла;

Т ух - температура уходящих газов за дымососом.

В расчет заложены значения температур уходящих газов, измеренные в опытах тепловых испытаний котла и приведенные к условиям построения нормативной характеристики (входные параметры t x в , t " кф , t п.в ).

2.2.2 . Коэффициент избытка воздуха врежимной точке (за водяным экономайзером) α " вэ принят равным 1,04 на номинальной нагрузке и изменяющимся до 1,1 на 50 %-ной нагрузке по данным тепловых испытаний.

Снижение расчетного (1,13) коэффициента избытка воздуха за водяным экономайзером до принятого в нормативной характеристике (1,04) достигается правильным ведением топочного режима согласно режимной карте котла, соблюдением требований ПТЭ в отношении присосов воздуха в топку и в газовый тракт и подбором комплекта форсунок.

2.2.3 . Присосы воздуха в газовый тракт котла на номинальной нагрузке приняты равными 25 %. С изменением нагрузки присосы воздуха определяются по формуле

2.2.4 . Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива (q 3 ) приняты равными нулю, так как во время испытаний котла при избытках воздуха, принятых в Типовой энергетической характеристике, они отсутствовали.

2.2.5 . Потери тепла от механической неполноты сгорания топлива (q 4 ) приняты равными нулю согласно «Положению о согласовании нормативных характеристик оборудования и расчетных удельных расходов топлива» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1975).

2.2.6 . Потери тепла в окружающую среду (q 5 ) при испытаниях не определялись. Они рассчитаны в соответствии с «Методикой испытаний котельных установок» (М.: Энергия, 1970) по формуле

2.2.7 . Удельный расход электроэнергии на питательный электронасос ПЭ-580-185-2 рассчитывался с использованием характеристики насоса, принятой из технических условий ТУ-26-06-899-74.

2.2.8 . Удельный расход электроэнергии на тягу и дутье рассчитан по расходам электроэнергии на привод дутьевых вентиляторов и дымососов, измеренным при проведении тепловых испытаний и приведенный к условиям (Δα тр = 25 %), принятым при составлении нормативной характеристики.

Установлено, что при достаточной плотности газового тракта (Δα ≤ 30 %) дымососы обеспечивают номинальную нагрузку котла на низкой частоте вращения, но без какого-либо запаса.

Дутьевые вентиляторы на низкой частоте вращения обеспечивают нормальную работу котла до нагрузок 450 т/ч.

2.2.9 . В суммарную электрическую мощность механизмов котельной установки включены мощности электроприводов: питательного электронасоса, дымососов, вентиляторов, регенеративных воздухоподогревателей (рис. ). Мощность электродвигателя регенеративного воздухоподогревателя принята по паспортным данным. Мощности электродвигателей дымососов, вентиляторов и питательного электронасоса определены во время тепловых испытаний котла.

2.2.10 . Удельный расход тепла на нагрев воздуха в калориферной установке подсчитан с учетом нагрева воздуха в вентиляторах.

2.2.11 . В удельный расход тепла на собственные нужды котельной установки включены потери тепла в калориферах, КПД которых принят 98 %; на паровую обдувку РВП и потери тепла с паровой продувкой котла.

Расход тепла на паровую обдувку РВП рассчитывался по формуле

Q обд = G обд · i обд · τ обд · 10 -3 МВт (Гкал/ч )

где G обд = 75 кг/мин в соответствии с «Нормами расхода пара и конденсата на собственные нужды энергоблоков 300, 200, 150 МВт» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1974);

i обд = i нас. пара = 2598 кДж/кг (ккал/кг)

τ обд = 200 мин (4 аппарата с продолжительностью обдувки 50 мин при включении в течение суток).

Расход тепла с продувкой котла подсчитывался по формуле

Q прод = G прод · i к.в · 10 -3 МВт (Гкал/ч )

где G прод = PD ном 10 2 кг/ч

P = 0,5 %

i к.в - энтальпия котловой воды;

2.2.12 . Порядок проведения испытаний и выбор средств измерений, применяемых при испытаниях, определялись «Методикой испытаний котельных установок» (М.: Энергия, 1970).

. ПОПРАВКИ К НОРМАТИВНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

3.1 . Для приведения основных нормативных показателей работы котла к измененным условиям его эксплуатации в допустимых пределах отклонения значений параметров даны поправки в виде графиков и цифровых значений. Поправки к q 2 в виде графиков приведены на рис. , . Поправки к температуре уходящих газов приведены на рис. . Кроме перечисленных, приведены поправки на изменение температуры подогрева мазута, подаваемого в котел, и на изменение температуры питательной воды.

3.1.1 . Поправка на изменение температуры мазута, подаваемого в котел, рассчитана по влиянию изменения К Q на q 2 по формуле

Расшифровка ТГМ – 84 — Таганрогский газо-мазутный котёл 1984 года выпуска.

Котлоагрегат ТГМ-84 спроектирован по П-образной компоновке и состоит из топочной камеры, являющейся восходящим газоходом, и опускной конвективной шахты, разделённой на два газохода.

Переходной горизонтальный газоход между топкой и конвективной шахтой практически отсутствует. В верхней части топки и поворотной камере расположен ширмовый пароперегреватель. В конвективной шахте, разделённой на два газохода, размещены последовательно (по ходу дымовых газов) горизонтальный пароперегреватель и водяной экономайзер. За водяным экономайзером находится поворотная камера с золоприёмными бункерами.

Два включённых параллельно регенеративных воздухоподогревателя установлены позади конвективной шахты.

Топочная камера имеет обычную призматическую форму с размерами между осями труб 6016 14080 мм и разделена двухсветным водяным экраном на две полутопки. Боковые и задняя стены топочной камеры экранированы испарительными трубами с диаметром 60 6 мм (сталь 20) с шагом 64мм. Боковые экраны в нижней части имеют скаты к середине, в нижней части под углом 15 к горизонтали, и образуют «холодный под.

Двухсветный экран состоит также из труб диаметром 60 6 мм с шагом 64мм и имеет окна, образованные разводкой труб, для выравнивания давления в полутопках. Экранная система с помощью тяг подвешена к металлоконструкциям потолочного перекрытия и имеет возможность при тепловом расширении свободно опускаться вниз.

Потолок топочной камеры выполнен горизонтальными и экранированными трубами потолочного пароперегревателя.

Топочная камера оборудована 18-ю мазутными горелками, которые расположены на фронтовой стене в три яруса.

На котле установлен барабан внутренним диаметром 1800мм. Длина цилиндрической части 16200 мм. В барабане котла организована сепарация и промывка пара питательной водой.

Пароперегреватель котла ТГМ-84 по характеру восприятия тепла радиационно-конвективный и состоит из трёх следующих основных частей: радиационной, ширмовой (или полурадиационной) и конвективной.

Радиационная часть состоит из настенного и потолочного пароперегревателя.

Полурадиационный пароперегреватель из 60 унифицированных ширм.

Конвективный пароперегреватель горизонтального типа состоит из двух частей, размещённых в двух газоходах опускной шахты над водяным экономайзером.

На фронтовой стене топочной камеры установлен настенный пароперегреватель, выполненный в виде шести транспортабельных блоков из труб диаметром 42х5,5 мм (ст. 12Х1МФ).

Входная камера потолочного пароперегревателя состоит из двух сварных между собой коллекторов, образующих общую камеру, по одной на каждую полутопку. Выходная камера потолочного пароперегревателя одна и состоит из шести сварных между собой коллекторов.

Входная и выходная камеры ширмового пароперегревателя расположены одна над другой и изготовлены из труб диаметром 133х13 мм.

Конвективный пароперегреватель выполнен по z – образной схеме, т.е. пар заходит со стороны передней стенки. Каждый пакет состоит из 4-х однохаходных змеевиков.

К устройству для регулирования температуры перегрева пара относятся: конденсационная установка и впрыскивающие пароохладители. Впрыскивающие пароохладители устанавливаются перед ширмовыми пароперегревателями в рассечке ширм и в рассечке конвективного пароперегревателя. При работе котла на газе, работают все пароохладители, при работе на мазуте – только установленный в рассечке конвективного пароперегревателя.

Стальной змеевиковый водяной экономайзер состоит из двух частей, размещенных в левом и правом газоходах опускной конвективной шахты.

Каждая часть экономайзера состоит из 4-х пакетов по высоте. В каждом пакете два блока, в каждом блоке 56 или 54 четырёхзаходных змеевика из труб диаметром 25х3,5 мм (сталь20). Змеевики расположены параллельно фронту котла в шахматном порядке с шагом 80мм. Коллекторы экономайзера вынесены наружу конвективной шахты.

На котле установлено два регенеративных вращающихся воздухоподогревателя РВП-54. Воздухоподогреватель вынесен наружу и представляет собой вращающийся ротор, заключённый внутри неподвижного корпуса. Вращение ротора осуществляется электродвигателем с редуктором со скоростью 3 об/мин.. Снижение присосов холодного воздуха в воздухоподогреватель и перетоков воздуха с воздушной стороны в газовую достигается путём установки радиальных и периферийных уплотнений.

Каркас котла состоит из металлических колонн, связанных горизонтальными балками, фермами и раскосами и служит для восприятия нагрузок от веса барабана, поверхностей нагрева, обмуровки, площадок обслуживания, газовоздуховодов и других элементов котла. Каркас изготавливается сварным из профильного проката и листовой стали.

Для очистки поверхностей нагрева конвективного пароперегревателя и водяного экономайзера применяется дробеструйная установка, в которой используется кинетическая энергия свободно падающих дробинок, размером 3-5 мм. Может быть использована также газоимпульсная очистка.

Типовая энергетическая характеристика котла ТГМ-96Б отражает технически достижимую экономичность котла. Типовая энергетическая характеристика может служить основой для составления нормативных характеристик котлов ТГМ-96Б при сжигании мазута.