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

1. 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. 3.

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 м³. Тепловое напряжение топочного объема составляет 214 кВт/м³, или 184 · 10³ ккал/(м³ · 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/см²). Давление пара на продувку и распыл мазута рекомендовано заводом 0,6 МПа (6 кгс/см²). Расход пара на форсунку составляет 240 кг/ч.

1.5. Котельная установка укомплектована:

- двумя дутьевыми вентиляторами ВДН-16-П производительностью с запасом 10 % 259 · 10³ м³/ч, давлением с запасом 20 % 39,8 МПа (398,0 кгс/м²), 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 · 10³ м³/ч, давлением с запасом 20 % 21,6 МПа (216,0 кгс/м²), 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.

2. ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА ТГМ-96Б

2.1. Типовая энергетическая характеристика котла ТГМ-96Б (рис. 1, 2, 3) 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 M100. Поэтому характеристика составлена на мазут M100 (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 M100, 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 0,6D_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_xв, t'_кф, t_п.в).

2.2.2. Коэффициент избытка воздуха в режимной 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 (q₃) 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 (q₄) 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 (q₅) 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. 8). 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_ном10² 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).

3. 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 q₂ в виде графиков приведены на рис. 4, 5. Поправки к температуре уходящих газов приведены на рис. 7. 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 q₂ по формуле

Δq₂ = -0,44 · 10^-3(t_м - 120) %

3.1.2. Поправка на изменение влажности мазута рассчитана по формуле

Δq₂ = 0,015(W^p - 1,5) %

3.1.3. Поправка на изменение температуры холодного воздуха рассчитана по формуле

Δq₂ = -0,044(t_х.в - 10) %

3.1.4. Поправки на изменение температуры воздуха за калориферами и питательной воды, а также коэффициента избытка воздуха определены по данным тепловых испытаний.

3.1.5. Поправка на изменение температуры воздуха за калориферами

Δq₂ = 0,028(t"_кф - 70) %

3.1.6. Поправки на изменение температуры питательной воды

Δq₂ = 0,0072(t_П.В - 230) °C

3.1.7. Поправка на изменение коэффициента избытка воздуха

Δq₂ = 0,39(α"_ВЭ - α^рас) %

3.2. Пользование системой поправок поясняется следующим примером:

Котел работает на нагрузке 480 т/ч при измененных условиях эксплуатации:

- влажность мазута 0,5 %;

- температура мазута перед форсунками 125 °C;

- температура холодного воздуха 20 °C;

- температура воздуха за калориферами 72 °C;

- температура питательной воды 240 °С.

Нормативные значения:

- коэффициент полезного действия брутто 92, 60;

- потери тепла c уходящими газами 7,02.

Из значений параметров, указанных выше, вычитают значения тех же параметров, приведенных в Типовой энергетической характеристике, и подсчитывают их разность. Знак разности указывает направление изменения значения каждого параметра. Поправки для этих разностей (с учетом их знака) находят по графикам рис. 1, 4, 5, 6, 7. Для данного примера значения разности и поправок следующие:

Фактическое значение потери тепла с уходящими газами для измененных условий эксплуатации составит:

 

СОДЕРЖАНИЕ