МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭНЕРГОСИСТЕМ

 

ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
КОТЛА ТГМЕ-464,
РАБОТАЮЩЕГО ПОД НАДДУВОМ
ПРИ СЖИГАНИИ МАЗУТА

 

 

СОЮЗТЕХЭНЕРГО

Москва

1981

 

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

Типовая энергетическая характеристика котла ТГМЕ-464 составлена на базе тепловых испытаний, проведенных Союзтехэнерго на Северодвянской ТЭЦ-2 (котлы № 1, 2), и отражает технически достижимую экономичность котла.

Типовая энергетическая характеристика может служить основой для составления нормативных характеристик котлов ТГМЕ-464, работающих под наддувом при сжигании мазута.

Приложение

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

1.1. Котельный агрегат ТГМЕ-464 с естественной циркуляцией предназначен для работы под наддувом при сжигании газа и мазута в блоке с турбиной T-100/120-130/3.

Основные расчетные параметры котла при работе на мазуте приведены в табл. 3.

По данным ТКЗ, минимально допустимая нагрузка котла по условиям циркуляции составляет 30 % номинальной.

1.2. Котельный агрегат имеет П-образную компоновку и состоит из топочной камеры и опускной конвективной шахты, соединенных в верхней части горизонтальным газоходом.

Топочная камера имеет призматическую форму и в плане представляет собой прямоугольник с размерами 7680×13520 мм. Объем топочной камеры - 1610 м³.

Тепловое напряжение топки на номинальной нагрузке составляет 230 кВт/м³, 198 ∙ 10³ ккал/(м³∙ч).

1.3. Топочная камера оборудована 8 вихревыми газомазутными горелками, установленными в два яруса на задней стене.

Горелки нижнего яруса размещены на отметке 6150 мм, горелки верхнего - на отметке 8750 мм. Горелки укомплектованы паромеханическими форсунками типа TKЗ-6 производительностью 4,8 т/ч при давлении мазута 3,5 МПа (35 кгс/см²), давлении пара 0,8 - 1,3 МПа (8 - 13 кгс/см²). Расход пара на форсунку составляет 140 кг/ч.

1.4. Для регулирования температуры перегретого пара и защиты поверхностей нагрева пароперегревателя, на котле установлены три ступени впрыска собственного конденсата. Кроме того, для защиты поверхностей нагрева и снижения вредных выбросов предусмотрен дымосос рециркуляция газов ГД-31.

1.5. На котле установлен один регенеративный воздухоподогреватель РВП-88М, расположенный вне здания котельной. Для предварительного подогрева воздуха используются калориферы типа КФСО-11 и рециркуляция горячего воздуха.

1.6. Котельная установка укомплектована:

- одним дутьевым вентилятором ВДН-25×2 производительностью с запасом 10 % 528 ∙ 10³ м³/ч, напором с запасом 20 % 685 кг/м², мощностью 685/1600 кВт и частотой вращения 750/1000 об/мин;

- одним дымососом рециркуляции ГД-31 производительностью с запасом 10 % 94 ∙ 10³ м³/ч, давлением с запасом 20 % 425 кгс/м², мощностью 800 кВт и частотой вращения - 740 об/мин;

- для возможности работы котла с уравновешенной тягой установлен основной дымосос ДОД-28,5 ГГМ производительностью 752 ∙ 10³ м³/ч, сопротивлением сети с запасом 20 % 363 кг/м², мощностью электродвигателя 1600 кВт и частотой вращения 595 об/мин.

1.7. Для очистки поверхностей нагрева проектом предусмотрены: паровая обдувка поверхностей пароперегревателя, находящегося в горизонтальном газоходе, паровая обдувка и обмывка регенеративного воздухоподогревателя и дробевая очистка водяного экономайзера.

2. ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА ТГМЕ-462

2.1. Типовая энергетическая характеристика (рис. 1, 2, 3) составлена на основании результатов тепловых испытаний котлов ТГМЕ-464 (№ 1, 2) Северодвинской ТЭЦ-2 с использованием директивных материалов и методических указаний по нормированию технико-экономических показателей котлов. Характеристика отражает среднюю экономичность котла, работающего с турбиной T-100/120-130/3 при нижеприведенных условиях, принятых за исходные.

2.1.1. В топливном балансе электростанций, сжигающих жидкое топливо, большую часть составляют высокосернистые мазуты М100. Поэтому характеристика составлена на мазут M100 (ГОСТ 10585-75) с характеристиками:

A^р = 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, исходя из условий вязкости мазута M100, равной 2,5° ВУ, согласно § 15.41 ПТЭ.

2.1.3. Среднегодовая температура холодного воздуха (t_х.в.) на входе в дутьевой вентилятор принята равной 10 °C, так как в основном котлы ТГМЕ-464 находятся в климатических районах (Северодвинск, Саранск, Пенза) 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. Температура питательной воды (t_П.В) на номинальной нагрузке принята расчетной, равной 230 °С, что имело место в эксплуатации. При изменении нагрузки котла от 100 до 40 % номинальной температура питательной воды понижалась от 230 °C до 190 °С.

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

2.1.7. Коэффициент теплового потока принят изменяющимся при изменении нагрузки котла от номинальной до 0,6D_ном соответственно от 98,5 до 97,5 %. При дальнейшем уменьшении нагрузки коэффициент теплового потока принят постоянным - 97,5 %.

2.2. Расчет типовой энергетической 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 (%) в соответствии с методикой, изложенной в книге Я.П. Пеккера, «Теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива» (М.: Энергия, 1977).

где

здесь

α_ух = α"_вэ + Δα_пер

α_ух - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах;

Т_ух - температура уходящих газов за РВП. В расчет заложены значения температур уходящих газов, измеренные в опытах тепловых испытаний котла ТГМЕ-464 на Северодвинской ТЭЦ-2 и приведенные к условиям построения нормативной характеристики (входные параметры t_xв, t'_кф, t_ПВ);

Δα_пер - перетоки воздуха в РВП.

2.2.2. Коэффициент избытка воздуха в режимной точке (за водяным экономайзером) α"_вэ принят равным 1,03 на номинальной нагрузке и постоянным в диапазоне нагрузок 40 - 100 % D_ном, что имеет место в эксплуатации.

Поддержание расчетного (α"_вэ = 1,03) коэффициента избытка воздуха в диапазоне нагрузок 40 - 100 % D_ном достигается путем правильного ведения топочного режима согласно режимной карте котла, соблюдения требований ПТЭ в отношении перетоков воздуха в РВП и подбора комплекта форсунок (§ 17.24, 17.27 ПТЭ).

2.2.3. Перетоки воздуха в РВП (Δα_пер) на номинальной нагрузке приняты равными 20 % (§ 17.30, ПТЭ). С изменением нагрузки котла значение перетоков воздуха определялось 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 (q₄) приняты также 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 согласно «Методике испытаний котельных установок» (М.: Энергия, 1970) по формуле

2.2.7. В суммарную потребляемую мощность механизмов котельной установки включены мощности электроприводов: питательного электронасоса, дутьевого вентилятора и регенеративного воздухоподогревателя (рис. 7).

Проектом предусматривалось регулирование температуры перегретого пара осуществить с помощью впрысков и газовой рециркуляции. Проведенные тепловые испытания котла и дальнейшая его эксплуатация выявили возможность поддержания расчетной температуры перегретого пара в рабочем диапазоне нагрузок только с помощью впрысков. Таким образом, нет необходимости в работе дымососа газовой рециркуляции. Поэтому в расход электроэнергии на собственные нужды котла не включены затраты на дымосос рециркуляции газов.

Мощности электроприводов питательного электронасоса и дутьевого вентилятора определялись во время тепловых испытаний котла, мощность электропривода РВП-88М определялась по паспорту на электропривод РВП-88М.

2.2.8. Удельные расходы электроэнергии на собственные нужды котла (ДВ, РВП, ПЭН) рассчитаны по мощности данных механизмов.

2.2.9. Расход тепла на нагрев воздуха в калориферной установке подсчитан с учетом нагрева воздуха в вентиляторе.

2.2.10. В удельный расход тепла на собственные нужда котла включены потери тепла в калориферах, КПД которых принят 98 %, на паровую обдувку РВП и продувку котла. Расход тепла на паровую обдувку РВП принят согласно «Нормам расхода пара и конденсата на собственные нужды энергоблоков 300, 200, 150 МВт» (СЦНТИ ОРГРЭС, 1974). Параметры обдувочного пара, принятые в эксплуатации: Р_пара = 2,0 - 2,5 МПа, t_пара = 350 - 400 °С. Режим обдувки: 3 аппарата с продолжительностью обдувки 50 мин с одноразовым включением в течение суток.

Q_обд = G_обд ∙ i_обд ∙ τ_обд ∙ 10^-3 МВт (Гкал/ч)

где G_обд = 75 кг/мин;

i_обд = i_{нас. пара}

τ_обд - время обдувки РВП.

Расход тепла с продувкой котла подсчитывался по формуле

Q_прод = G_прод ∙ i_к.в ∙ 10^-3 МВт (Гкал/ч)

где i_к.в - энтальпия котловой воды;

G_прод = PD_ном10² кг/ч

P = 0,5 %

2.2.11. В удельный расход тепла на собственные нужды не включены расходы тепла на обдувку конвективной шахты и горизонтального газохода из-за отсутствия данных. При задействовании данных средств очистки в каждом конкретном случае необходимо вносить коррективы в значение .

2.2.12. Порядок проведения испытаний и выбор средств измерений, примененных 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. 6. 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 Кq на q₂ по формуле

∆q₂ = -0,44 ∙ 10^-3(t_ТЛ - 120) %

3.1.2. Поправка на изменение влажности мазута рассчитала по формуле

∆q₂ = 0,015(W^p - 1,5) %

3.1.3. Поправка на изменение температуры холодного воздуха рассчитана по формуле

∆q₂ = -0,042(t_х.в. - 10) %

3.1.4. Поправки на изменение температуры воздуха на входе в РВП, питательной воды, коэффициента избытка воздуха определены по данным тепловых испытаний.

3.1.5. Поправка на изменение температуры воздуха на входе в РВП определена по формуле

∆q₂ = 0,027(t'_ВП - 70) %

3.1.6. Поправка на изменение температуры питательной воды

3.1.7. Поправка на изменение коэффициента избытка воздуха за водяным экономайзером

∆q₂ = 0,39(α"_ВЭ - 1,03) %

3.2. Пользование системой поправок поясняется следующим примером:

Котел работает на нагрузке 500 т/ч при измененных условиях эксплуатации:

- потери тепла с уходящими газами 6,96 %;

- влажность мазута 0,5 %;

- температура мазута 125 °C;

- температура холодного воздуха 20 °C;

- температура воздуха на входе в воздухоподогреватель 72 °C;

- температура питательной воды 240 °С.

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. 4, 5, 6. Для данного примера значения разностей и поправок следующее:

Фактическое значение q₂ измененных условий эксплуатации составит:

∆q₂ = -0,34

 

СОДЕРЖАНИЕ