МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ
ЭНЕРГЕТИКИ И
ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ

 

ТИПОВАЯ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА КВГМ-100
ПРИ СЖИГАНИИ МАЗУТА

 

ТХ 34-70-018-86
(РД 34.26.713-83)

 

 

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА ПО «СОЮЗТЕХЭНЕРГО»

Москва 1987

 

РАЗРАБОТАНО предприятием «Уралтехэнерго» Производственного объединения по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей «Союзтехэнерго»

ИСПОЛНИТЕЛИ С.М. АГЕЕВ, В.Д. СОЛОМОНОВ

УТВЕРЖДЕНО Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации 02.04.86 г. Заместитель начальника Д.Я. ШАМАРАКОВ

Настоящая Типовая энергетическая характеристика распространяется на водогрейные котлы КВГМ-100 заводского исполнения, на которых не внедрялись реконструктивные мероприятия для повышения надежности и экономичности, эксплуатируемые в основном и пиковом, режимах при сжигании мазута.

Характеристика устанавливает зависимость количественных, и качественных показателей работы котла от его теплопроизводительности. Характеристика составлена впервые и отражает технически достижимую экономичность котла.

Условия составления энергетической характеристики и примеры расчета приведены в приложении.

Типовая энергетическая характеристика водогрейного котла КВГМ-100 обязательна для использования на всех электростанциях и в районных отопительных котельных Минэнерго СССР и является основой для составления нормативных характеристик котлов КВГМ-100 с учетом конкретных фактических условий работы данного энергопредприятия.

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Приложение

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

1.1. Газомазутный водогрейный котел КВГМ-100 теплопроизводительностью 100 Гкал/ч предназначен для покрытия теплофикационной нагрузки.

Основные расчетные показатели котла приведены в табл. 3 и 6.

1.2. Котел П-образной компоновки (рис. П1), водогрейный, с принудительной циркуляцией и тягой. Габаритные размеры котла: высота от уровня пола до отметки верха дробоочистки 14450 мм, ширина по фронту 5700, мм, глубина 9408 мм.

Топочная камера котла экранирована трубами диаметром 60×4 мм. Объем топочной камеры 388 м³, площадь лучевоспринимающей поверхности 325 м².

В опускном газоходе находится конвективная часть котла, состоящая из трех секционных пакетов с шахматным расположением труб. Каждый из пакетов собран из U-образных змеевиков из труб диаметром 28×3, мм.

Обмуровка котла облегченная, натрубная, крепится к экранным трубам.

Котел КВГМ-100 - бескаркасный, экраны топочной камеры и боковые экраны конвективной шахты опираются на портал и расширяются вверх вместе с обмуровкой и поясами жесткости.

1.3. Котел КВГМ-100 оснащен тремя газомазутными горелками РГМГ-30. Производительность горелки по мазуту 0,98 кг/с (3540 кг/ч).

Котел оборудован одним дымососом Д18×2, тремя вентиляторами первичного воздуха ЗОЦС-85, двумя вентиляторами, вторичного воздуха ВД-15,5.

1.4. Регулирование теплопроизводительности котла осуществляется при постоянном расходе сетевой воды, пределы регулирования от 30 до 100 % номинальной. Котел КВГМ-100 может работать в основном и пиковом режимах.

Характеристика основного и вспомогательного оборудования представлена в табл. П1.

Рис. П1. Принципиальная схема движения воды и газов в котле КВГМ-100

Таблица П.1

Техническая характеристика основного и вспомогательного оборудования

2. УСЛОВИЯ СОСТАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.1. При составлении характеристики использовались результаты испытаний котлов КВГМ-100, проведенных предприятием Уралтехэнерго и МГП Союзтехэнерго.

При этом гидравлическое сопротивление, номинальный расход вода через котел, плотность по газовому тракту и характеристики топлива приняты исходя из фактических показателей работы котлов.

Характеристика соответствует руководящим документам и указаниям по нормированию технико-экономических показателей котлов и отражает технически достижимую экономичность котла. Нижеприведенные условия приняты за исходные:

- котел работает в основном режиме по четырехходовой схеме, а в пиковом режиме по двухходовой схеме без предварительного подогрева, воздуха;

- котел работает на принудительной тяге (с дымососом);

- топливо - высокосернистый мазут с характеристикой: Q^Р_Н = 38,8 МДж з260 ккал/кг), W^P = 3,05 %, S^Р = 2,8 %, A^P = 0,1 %;

- температура холодного воздуха (t_ХВ) на входе в дутьевые вентиляторы, 5 °С;

- расход сетевой воды (G_K) через котел:

в основном режиме 1235 т/ч;

в пиковом режиме 2460 т/ч;

- температура сетевой воды (t_ВЫХ) на выходе из котла:

в основном режиме 150 °C;

в пиковом режиме 150 °C;

- общая площадь конвективных поверхностей нагрева равна проектной; отглушенные змеевики отсутствуют;

- состояние внутренних поверхностей нагрева котла эксплуатационно чистое;

- реконструктивные мероприятия по повышению надежности и экономичности не внедрялись.

2.2. Расчет Типовой энергетической характеристики выполнен 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 q₂ (%) подсчитаны в соответствии с методикой, изложенной в книге Я.Л. Пеккера. «Теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива» (М.: Энергия, 1977).

2.2.2. Коэффициент избытка воздуха в режимном сечении (за конвективной частью) α_ух на основании результатов испытаний принят при номинальной нагрузке равным 1,10 и постоянным в диапазоне теплопроизводительности от 60 до 100 %.

При нагрузках 50, 40, 30 % Q_НОМ - соответственно равным 1, 12, 1, 17 и 1, 25.

2.2.3. Значение присосов воздуха в топочную камеру и конвективные поверхности нагрева котла в диапазоне теплопроизводительности от 30 до 100 Гкал/ч изменяется от 15,7 до 4,7 %.

2.2.4. Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива q₃ (%) приняты равными нулю на основании результатов испытаний.

2.2.5. Потери тепла от механической неполноты сгорания топлива q₄ (%) приняты равными нулю.

2.2.6. Потери тепла в окружающую среду о, приняты равными 0,05 % для диапазона теплопроизводительности от 30 до 100 % по данным результатов измерений тепловых потоков с обмуровки и изоляции водогрейных котлов КВГМ-100, проведенных МГП Союзтехэнерго и предприятием «Уралтехэнерго».

2.2.7. Удельный расход электроэнергии на собственные нужды котельной установки рассчитан по мощности, потребляемой дутьевыми вентиляторами первичного и вторичного воздуха и дымососом.

2.2.8. Типовая энергетическая характеристика и приложения к ней котла КВГМ-100 при работе в основном и пиковом режимах даны в виде диаграмм (рис. 1 - 7) и цифровых значений (табл. 1 и 4).

2.2.9. Сравнение данных типовой характеристики с гарантийными данными завода-изготовителя приведены в табл. 3 и 6.

3. ПОПРАВКИ К НОРМАТИВНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

3.1. Для приведения основных нормативных показателей работы котла к измененным условиям его эксплуатации даны поправки в виде диаграмм (рис. 8 - 15) и цифровых значений (табл. 2 и 5).

Поправки рассчитаны в соответствии с методикой, изложенной в «Положении о согласовании нормативных характеристик оборудования и расчетных удельных расходов топлива» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1975).

Типовая энергетическая характеристика построена при условии, что W^P = 3,0 %, t_м = 105 °С, t_Х.В = 5 °C, t_ВЫХ = 150 °C, температура сетевой воды на входе (t_ВХ) в котел - расчетная, расход воды через котел (G_K) - расчетный.

Влияние изменения этих параметров на показатели работы котла учитывается отдельными поправками:

- на изменение влажности мазута (расчетная поправка):

Δq₂ = 0,015(W^Р - 3) %;

- на изменение температуры мазута (расчетная поправка):

Δq₂ = -0,4 · 10^-3(t_М - 105) %;

- изменение температуры холодного воздуха учитывается поправкой к q₂ и  (расчетная поправка);

- изменение температуры воды на входе в котел учитывается поправкой к t_УХ, q₂,  (экспериментальная поправка);

- изменение расхода воды через котел учитывается поправкой t_УХ, q₂,  (экспериментальна поправка);

- изменение коэффициента избытка воздуха учитывается поправкой к t_УХ (экспериментальная поправка).

3.2. Поправка Δq₂ (%) на изменение температуры холодного воздуха рассчитана по формуле

Поправка к КПД котла брутто (%) будет равна

3.3. Пользование системой поправок поясняется следующими примерами:

Пример 1.

Котел работает в основном режиме при теплопроизводительности 60 Гкал/ч и следующих измененных условиях эксплуатации:

Влажность мазута............................................................................ 1 %

Температура мазута......................................................................... 15 °C

Температура холодного воздуха..................................................... 15 °C

Расход воды через котел.................................................................. 1335 т/ч

Температура сетевой воды на входе в котел................................. 92 °C

Коэффициент избытка воздуха за котлом..................................... 1,2

Пример 2.

Котел работает в пиковом режиме при теплопроизводительности 80 Гкал/ч и следующих измененных условиях эксплуатации:

Влажность мазута............................................................................ 2 %

Температура мазута......................................................................... 95 °C

Температура холодного воздуха..................................................... 15 °C

Расход воды через котел.................................................................. 2360 т/ч

Температура сетевой воды на входе в котел................................. 108 °C

Коэффициент избытка воздуха за котлом..................................... 1,3

Из значений параметров, указанных выше, вычитают значения аналогичных параметров, приведенных в Типовой энергетической характеристике для основного или пикового режима работы котла и подсчитывают их разность. Знак разности указывает направление изменения значения каждого параметра.

Поправки находятся по диаграммам (рис. 8 - 15). Результаты расчета поправок для примеров 1 и 2 приведены соответственно в табл. П2 и П3.

Таблица П2

Результаты расчета поправок (основной режим)

Таблица П3

Результаты расчета поправок (пиковый режим)

Нормативные значения t^Н_ух (°С), q^Н₂ (%) и  (%) для измененных условий эксплуатации составят:

t^Н_ух = t^Х_ух ± t_УХ;

q^Н₂ = q^Х₂ ± Δq₂;

где t^Х_ух, q^Х₂,  - значения величин при условиях Типовой энергетической характеристики;

Δt_УХ - поправка к температуре уходящих газов, °C;

Δq₂ - поправка к потерям тепла с уходящими газами, %;

- поправка к КПД котла брутто, %.

Пример 1.

t^Н_ух = 154 - 12,3 = 141,7 °C;

q^Н₂ = 6,43 - 0,944 = 5,486 %;

Пример 2.

t^Н_ух = 163 - 7,8 = 155,2 °C;

q^Н₂ = 6,82 - 0,731 = 6,089 %;

Отклонение коэффициента избытка воздуха в режимном сечении от оптимального значения обусловит отклонение от нормативных значений температуры уходящих газов, потери тепла с уходящими газами, КПД брутто котла и вызовет перерасход топлива ΔВ (%), эквивалентный Δq₂:

Пример 1.

Δα_ух = +0,1;

Δt_УХ = +3,8 °C;

Δq₂ = +0,70 %;

ΔВ = +0,74 %.

Пример 2.

Δα_ух = +0,2;

Δt_УХ = +8,2 °C;

Δq₂ = +1,51 %;

ΔВ = +1,61 %.

Нормативные графические зависимости действительны в диапазонах, указанных на соответствующих рисунках данной Типовой энергетической характеристики.

Таблицы и диаграммы представлены в Типовой энергетической характеристике в системе МКГСС; для перевода в систему СИ необходимо пользоваться переводными коэффициентами:

1 кгс/см² = 98066,5 Па.

1 Гкал/ч = 1,163 МВт.

1 ккал/м³ = 4,19 · 10^-3 МДж/м³.

1 кВт ч = 3,6 МДж.

 

СОДЕРЖАНИЕ