Выбор пиковых водогрейных котлов

Требуемая тепловая мощность пиковых водогрейных котлов:

(2.1)

На станционный коллектор 13 ата пар подается из турбины Р-50-130/13 и отборов турбин ПТ-80/100-130/13. Из коллектора 13 ата питаются пиковые бойлера, покрывающие пиковые тепловые нагрузки.

Суммарная мощность пиковых бойлеров, питающихся от турбин ПТ-80/100-130 (Q^пт_пб = 151,2 МВт) и Р-50-130 (Q^Р_пб = 267,5 МВт), равна:

SQ_пб=SQ^пт_пб + SQ^р_пб = 3·151,2 + 267,5 = 721,1 МВт (2.2)

Тогда оставшаяся требуемая тепловая мощность пиковых водогрейных котлов:

Согласно данным приложения Г из [11] к установке выбираем два водогрейных котла типа КВ-ГМ-210, тепловая мощность каждого из которых равна Q_кв-гм = 244 МВт.

Суммарная тепловая мощность:

Выбор энергетических котлов

Количество и единичная мощность устанавливаемых котлов зависит от суммарных тепловых нагрузок ТЭЦ и режима отпуска тепла, и определяется режимом потребления тепла отдельными потребителями.

Максимальный расход пара на все паровые турбины:

т/ч

Тогда суммарная производительность паровых энергетических котлов:

т/ч, (2.3)

где α =0,03 - доля запаса по паропроизводительности котла;

β = 0,02 - доля расхода пара на собственные нужды.

На ТЭЦ-2функционируют семь котлов типа БКЗ-420-140-7с с суммарной паровой производительностью D_ка = 7·420 = 2940 т/ч. Выбираем еще по каждому котлу типов Е-420-13,8-560КТ и Е-550-13,8-560КТ.

Проверка правильности выбора паровой производительности котлов производится при выходе из строя одного парового котла. При выходе из строя одного котла (учитываем котёл Е-550-13,8) паровая производительность оставшихся в работе восьми котлов равна D_ка= 3360 т/ч.

Из этого количества паранеобходимо:

- 1350 т/ч для турбин типа ПТ-80/100;

- 970 т/ч для турбин типа Т-110/120-130,

- 656 т/ч на турбину Т-180/210-130;

- 67 т/ч на собственные нужды (что составляет 2% от D_ка= 3360 т/ч)

Оставшееся количество пара D^т = 3360 – 1350 – 970 – 67 – 656 = 317 т/чпойдет на последнюю турбину Т-180/210-130. Тепловая мощность турбины Т-110/120-130 примерно составит:

(2.4)

Суммарная тепловая мощность ТЭЦ при выходе из строя одного котла:

Q_т = Q^пт_отб + Q^т_отб + Q_пвк = 3·82+2·204+280+135,3+1209,1 = 2278,4 МВт.

Из расчетов видно, что при выходе из строя одного котла, оставшиеся в работе обеспечат 100% паровую и более чем 70% теплофикационную нагрузки.

На ТЭЦ-2 для резервирования коллектора 13 ата на случай остановки одной из турбин имеется система РОУ-140/13, два по 150 т/ч и одна 250 т/ч.

Котел Е-420-13,8-560КТ (БКЗ-420-140-7СА)

Котел Е-420-13.8-560КТ (БКЗ–420-140-7СА) однобарабанный, вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией, газоплотный с мембранными экранами, предназначенный для получения пара высокого давления.

Топка, горизонтальный газоход и верхняя часть опускного газохода (до 2-ой ступени трубчатого воздухоподогревателя) экранированы газоплотными панелями. Полная газоплотность топки и газоходов котла (мембранные панели, специальная конструкция мест прохода змеевиков и труб и конструкция гарнитуры) обеспечивает возможность работы котла без присосов воздуха, что позволяет повысить КПД котла и понизить затраты электроэнергии на собственные нужды.

Компоновка котла выполнена по П-образной схеме. Топка, экранированная испарительными панелями, является первым (подъемным) газоходом. В верхней части топки располагается ширмовый пароперегреватель

Во втором (горизонтальном) газоходе расположены три ступени конвективного пароперегревателя, в опускном газоходе (конвективная шахта) - II ступень экономайзера, II ступень ТВП, экономайзер I ступени и I ступень ТВП. Технические характеристики котла Е-420-13,8-560КТ при сжигании экибастузского угля приведена в таблице 2.2.

 

Таблица 2.2

№	Наименование	Величина
1.	Паропроизводительность, т/ч
2.	Температура перегретого пара, ^оС
3.	Давление перегретого пара, кгс/см^2
4.	Температура питательной воды, ^оС
5.	КПД котла (расчетный), %	91,5
6.	Выбросы окислов азота при a=1,4; мг/нм^3	£570

Режим работы котла базовый. Нижний предел регулировочного диапазона по отношению к номинальной производительности – 60%.

Для организации топочного процесса на фронтовой стене топки в два яруса устанавливаются шесть вихревых двухпоточных (по воздуху и пылевоздушной смеси) горелок и в нижней части топки сопла нижнего дутья, которые обеспечивают ступенчатое сжигание топлива за счет подачи части горячего воздуха в холодную воронку. Сопла нижнего дутья, расположены по встречно-смещенной cxеме на скатах холодной воронки под утлом 15° к горизонтали. За счет ступенчатого сжигания обеспечивается снижение выбросов оксидов азота.

Применение системы нижнего дутья, кроме снижения выбросов оксидов азота, способствует также:

- снижению температуры газов на выходе из топки за счет смещения ядра факела вниз топки и увеличения тепловосприятия экранов;

- повышению экономичности котла за счет уменьшения потерь тепла с механическим недожогом (уменьшения провала).

Предлагаемое топочно-горелочное устройство обеспечит устойчивое, в широком диапазоне нагрузок горение топлива; высокую экономичность и нормативные выбросы окислов азота (£570 мг/нм³ при a=1,4 при сжигании Экибастузского каменного угля).

Возможно более глубокое снижение выбросов оксидов азота за счет применения на котле двухвихревой схемы сжигания с прямоточными горелками и системой нижнего дутья, однако это решение требует более глубокой проработки из-за стесненных условий для установки горелок на задней стене топки. Окончательное решение будет принято при разработке проекта.

Для обеспечения растопки котла все пылеугсльные горелки оборудованы механическими форсунками и запально-сигнализирующими устройствами типа ЗСУ-ПИ-45.

Регулирование температуры пара в период эксплуатации осуществляется впрыском собственного конденсата в пароохладителях первой и второй ступени.

Конструкция каркаса котла пространственная, ужесточена ригелями, силовыми площадками и раскосами. Площадки и помосты котла изготавливаются из просечно-вытяжного листа. Каркас рассчитан на восприятие сейсмонагрузок – 10 баллов.

Для удаления шлака, выпадающего в холодную воронку, применяется установка непрерывного механизированного шлакоудаления.

Система пылеприготовления котла принята индивидуальная прямого вдувания с четырьмя молотковыми мельницами типа
ММТ 2000/2590/730 К и четырьмя вентиляторами горячего дутья типа
ВГДН-15.

Тягодутьевое оборудование принято по предварительным оценкам с последующим уточнением при разработке рабочего проекта и согласованию с Заказчиком:

• дутьевой вентилятор ДН-26Ф, n=745 об/мин. – 2 шт.;

• дымосос ДН 26х2 – 0,62, n=745 об/мин – 2 шт.

Подогрев воздуха перед воздухоподогревателем осуществляется до +75^оС за счет установки водяных калориферов типа СВ-80 в количестве 40 шт. Забор 100% воздуха с температурой +30^оС производится из котельного помещения.

 

Котел Е-550-13,8-560КТ

Паровой котел Е-550-13,8-560КТ однобарабанный, вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией, в газоплотном исполнении, Т-образной компоновки с уравновешенной тягой предназначен для получения пара высокого давления при сжигании Экибастузского каменного угля, с твердым шлакоудалением.

Топка, экранированная газоплотными испарительными панелями, является первым (подъемным) газоходом. В верхней части топки, экранированной газоплотными перегревательными панелями, установлены ширмы. В двух опускных газоходах установлены поверхности нагрева конвективного пароперегревателя и второй ступени экономайзера. В вынесенной конвективной шахте размещены вторая ступень экономайзера и трубчатый воздухоподогреватель. Поверхности нагрева экономайзера и трубчатого воздухоподогревателя расположены в «рассечку».

Газоплотные панели обеспечивают полное отсутствие присоса в топку и газоходы наружного воздуха, благодаря чему уменьшаются потери тепла с уходящими газами и расход электроэнергии на привод дымососов.

Техническая характеристика котла Е-550-13,8-560КТ угля приведена в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3

№	Наименование	Величина
1.	Номинальная паропроизводительность, т/ч
2.	Номинальное давление пара, МПа (кгс/см^2)	13,8 (140)
3.	Номинальная температура пара, ^оС
4.	Номинальная температура питательной воды, ^оС
5.	КПД котла, %
6.	Выбросы оксидов азота при a=1,4 мг/нм^3	£570

 

Режим нагрузок котла базовый. Нижний предел регулировочного диапазона по отношению к номинальной производительности – 60%.

Для организации топочного процесса топка оборудована восьмью сдвоенными прямоточными пылеугольными горелками, размещенными в один ярус и соплами нижнего дутья.Для проведения растопки котла на мазутепредусмотрена установка растопочных вихревых мазутных горелок с индивидуальным подводом воздуха.Все растопочные горелки оборудованы запально-сигнализирующими устройствами пневматическими инжекционньми типа ЗСУ-ПИ-45.

Топливом для ЗСУ-ПИ является пропан-бутановая смесь.

Для обеспечения нормативных выбросов оксидов азота (NO_X£570г/нм'³ при a=1,4) на котле предусмотрено ступенчатое сжигание топлива за счет подачи части горячего воздуха в холодную воронку через сопла нижнего дутья, расположенные по встречно-смещенной схеме на скатах холодной воронки под углом 15° к горизонтали. Кроме того, применение системы нижнего дутья способствует уменьшению провала и увеличивает диапазон устойчивости сжигания пылеугольного топлива без подсветки факела мазутом.

Регулирование температуры пара в период эксплуатации осуществляется впрыском «собственного» конденсата во впрыскивающие пароохладители.

На котле применена однониточная схема питания. Узел питания состоит из основной питательной линии с регулирующим клапаном условного диаметра Ду250 мм и двух байпасов с регулирующими клапанами условных диаметров Ду100мм и Ду65мм.

Опыт эксплуатации котлов, сжигающих Экибастузский уголь, показал что очистка топочной камеры и поверхностей нагрева не требуется.

Для удаления шлака, выпадающего в холодную воронку, применяется установка непрерывного механизированного шлакоудаления.

Конструкция каркаса котла пространственная, ужесточена ригелями, силовыми площадками и раскосами. Площадки и помосты котла изготавливаются из просечно-вытяжного листа. каркас рассчитан на восприятие сейсмонагрузок 10 балллов.

Площадки обслуживания котла в районе растопочных горелок, снабженных форсунками жидкого топлива, ремонтных лазов, а также расширенные ремонтные площадки имеют покрытие из рифленой листовой стали.

Принята индивидуальная система пылеприготовления прямого вдувания с четырьмя молотковыми мельницами типа ММТ 2000/2590/750К и 4 вентиляторами горячего дутья типа ВГДН-17БФК с электродвигателем типа ДАЗО4-400Х-4У1 (мощность 400кВт, напряжение 6000В).

Тягодутьевое оборудование принято по предварительным оценкам с последующим уточнением при разработке рабочего проекта и согласованию с Заказчиком.

 

Котел Е-550-13,8-560 КТ комплектуется следующим тягодутьевым оборудованием:

· Дутьевой вентилятор ВДН-28К с электродвигателем типа ДАЗО4-560УК-8У1 (мощность 800кВт, напряжение 6000В) - 2шт.

· Дымосос ДН-26х2-0,62ПК с электродвигателем типа
ДАЗО4-560У-8У1 (мощность 1000кВт, напряжение 6000В) – 2 шт.

Для подогрева воздуха до +75 °С перед воздухоподогревателем применяются водяные калориферы типа СВ-80 - 48 шт. Забор 100% воздуха производится из котельного помещения с температурой +30°С.