МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭНЕРГОСИСТЕМ

Утверждаю:

Заместитель начальника

Главтехуправления

Д.Я. Шамараков

11.02.85 г.

ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА
ТГМЕ-206 ПРИ СЖИГАНИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА
ПОД НАДДУВОМ И МАЗУТА С ВКЛЮЧЕННЫМ ДЫМОСОСОМ

 

РД 34.26.702-85

(ТХ 34-70-009-85)

 

 

 

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА И ИНФОРМАЦИИ СОЮЗТЕХЭНЕРГО

Москва 1985

 

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Таблица 5

Таблица 6

Приложение

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

1.1. Котел ТГМЕ-206 ПО «Красный котельщик» - газомазутный, газоплотный с естественной циркуляцией, двухступенчатой схемой испарения и промежуточным перегревом пара, предназначен для работы в блоке с турбиной K-200-130 ЛМЗ.

Основные расчетные параметры котла при сжигании мазута и природного газа приведены в табл. 3 и 6.

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 размером 7680×18000 мм.

В топочной камере размещены нижняя и верхняя радиационные ступени пароперегревателя (РПП). В верхней части топочной камеры расположена ширмовая ступень пароперегревателя (ШПП). Потолок топочной камеры, переходного горизонтального газохода и задняя стена конвективной шахты экранированы трубами потолочно-настенной ступени пароперегревателя.

В переходном горизонтальном газоходе расположены по ходу газов:

- 1 конвективная ступень пароперегревателя (КПП-1);

- 2 конвективная ступень пароперегревателя (КПП-П);

- 3 ступень промежуточного пароперегревателя (ПрПП-П);

- 1 ступень промежуточного пароперегревателя (ПрПП-1).

В опускном конвективном газоходе расположен экономайзер.

Объем топочной камеры 2160 м³.

Тепловое напряжение топочной камеры при номинальной нагрузке составляет 257,8 кВт/м³ [221,9×10³ ккал/(м³·ч)].

1.3. Топочная камера оборудована 12 вихревыми газомазутными горелками, установленными на задней стене топочной камеры в два яруса (по шесть на каждом ярусе). Горелки нижнего яруса установлены на отметке 6150 мм, верхнего на отметке 8750 мм. Горелки укомплектованы паромеханическими форсунками ТКЗ-6 производительностью 4,5 т/ч при давлении мазута 3,5 МПа (около 35 кгс/см²), давлении пара 0,8 - 1,3 МПа (8 - 13 кгс/см²). Расход пара на форсунку составляет 140 кг/ч.

1.4. На котле установлен один регенеративный воздухоподогреватель РВП-98Н, расположенный вне здания котельной. Для предварительного подогрева воздуха используются калориферы CO-110 и рециркуляция горячего воздуха на стороне всасывания дутьевых вентиляторов.

1.5. Для регулирования температуры свежего пара, пара промперегрева и защиты поверхностей нагрева пароперегревателя на котле установлены три ступени впрыска собственного конденсата. На первый и второй впрыск подведена также питательная вода.

1.6. Котельная установка укомплектована:

- двумя дутьевыми вентиляторами ВДН-25×2 подачей с запасом 10 % и с учетом уплотнения потолка 414,3×10³ м³/ч каждый, давлением с запасом 16,8 % - 9050 Па (905 кгс/м²), мощностью двигателя 1600/685 кВт и частотой вращения 1600/750 об/мин;

- одним осевым дымососом ДОД-31,5 ФГМ подачей с запасом 5 % 1210×10³ м³/ч, давлением с запасом 7 % 3830 Па (383 кгс/м²), мощностью двигателя 1700 кВт и частотой вращения 500 об/мин;

- одним дымососом рециркуляции газов подачей 334,5×10³ м³/ч, давлением с запасом 15,6 % 4300 Па (430 кгс/м²), мощностью двигателя 800 кВт и частотой вращения 744 об/мин.

1.7. Для очистки поверхностей нагрева проектом предусмотрены: паровая обдувка поверхностей пароперегревателя (4 обдувочных аппарата ОГ-У-8А и 4 аппарата ОГ-У-8, находящихся в горизонтальном газоходе), паровая обдувка и обмывка регенеративного воздухоподогревателя и дробевая очистка экономайзера.

1.8. Технически возможный минимум нагрузки котла составляет 30 % номинальной исходя из условия обеспечения надежности гидродинамики, и безопасного температурного режима поверхностей нагрева котла.

2. ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА ТГМЕ-206

2.1. Типовая энергетическая характеристика составлена на основании результатов испытаний котла ТГМЕ-206 (№ 4) Джамбульской ГРЭС с использованием руководящих материалов и методических указаний по нормированию технико-экономических показателей котлов.

Типовая энергетическая характеристика может служить основой для составления нормативных характеристик котлов ТГМЕ-206, работающих под наддувом при сжигании природного газа и с включенным дымососом при сжигании мазута. Для котлов ТГМЕ-206, имеющих конструктивные отличия, необходимо при использовании данной характеристики вводить коррективы на удельные расходы электроэнергии на привод тягодутьевых машин.

Характеристика отражает среднюю экономичность котла, работающего с турбиной K-200-130 ЛМЗ.

2.2. Исходные условия составления характеристики приняты согласно п. 2.1 «Положения о согласовании нормативных характеристик оборудования и расчетных удельных расходов топлива» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1975).

2.2.1. Характеристика топлива:

- сернистый мазут M100: S^p = 2,0 %, W^p = 1,5 %, A^p = 0,14 %, =39,826 МДж (9505 ккал/кг);

- природный газ: , , , , .

2.2.2. Температура мазута (t_м) перед форсунками 120 °C из условий обеспечения вязкости мазута M100, равной 2,5° ВУ, согласно § 15.41. ПТЭ (М.: Энергия, 1977).

2.2.3. Среднегодовая температура холодного воздуха (t_х.в) на входе в дутьевой вентилятор 15 °С.

2.2.4. Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель  при сжигании мазута 70 °C на номинальной нагрузке (§ 17.25 ПТЭ). При изменении нагрузки котла от 100 до 50 % номинальной температура воздуха повышается от 70 до 80 °C для улучшения условий работы «холодной» набивки РВП. При сжигании природного газа предварительный подогрев воздуха не производится.

2.2.5. Нагрев воздуха в дутьевых вентиляторах () подсчитан по мощности, потребляемой вентиляторами:

- при сжигании мазута по формуле

- при сжигании газа по формуле

где  - коэффициент полезного действия вентилятора взят из аэродинамического расчета, %;

 - теплопроизводительность котла, Гкал/ч;

 - коэффициент избытка воздуха нагнетаемого вентилятором.

Нагрев воздуха в дутьевых вентиляторах в диапазоне нагрузок 50 - 100 % номинальной составил 3 - 4 °С.

2.2.6. Температура питательной воды (t_п.в) на номинальной нагрузке 243 °C согласно «Типовой энергетической характеристике нетто турбоагрегата K-200-130 ЛМЗ» (М.: СПО ОРГРЭС, 1972).

При изменении нагрузки котла от 100 до 30 % номинальной температура питательной воды понижается от 243 до 195 °С.

2.3. Расчет типовой энергетической характеристики проведен в соответствии с указаниями «Теплового расчета котельных агрегатов (нормативный метод)» (М.: Энергия, 1973). Объем расчетов и полученные данные приведены в табл. 1, 2 и 4, 5 данной Типовой энергетической характеристики.

2.3.1. Коэффициент полезного действия брутто котла  и потери тепла с уходящими газами (q₂ %) подсчитаны в соответствии с методикой, изложенной в книге Я.Л. Пеккера «Тепломеханические расчеты по приведенным характеристикам топлива» (М.: Энергия, 1977):

при сжигании мазута

при сжигании природного газа

где

α_ух и - коэффициент избытка воздуха в уходящих газах и температура уходящих газов за дымососом при работе с включенным дымососом и за РВП при работе котла под наддувом;

Δα - присосы, перетоки воздуха в газовом тракте;

 - коэффициент избытка воздуха в рассечке экономайзера;

 - коэффициент, учитывающий влияние изменения теплоемкости продуктов сгорания при изменении температуры

K_Q - коэффициент, учитывающий влияние, предварительного подогрева воздуха и топлива теплом извне.

2.3.2. Оптимальный коэффициент избытка воздуха в режимной точке  определенный на основе испытаний, составил 1,05 % диапазоне нагрузок 50 - 100 % номинальной при сжигании природного газа и мазута и возрастает до 1,33 при нагрузке 30 % D_ном при сжигании газа.

2.3.3. Присосы воздуха по тракту «режимное сечение - дымосос» (Δα %) при сжигании мазута и работе котла с уравновешенной тягой по результатам испытаний составили на номинальной нагрузке 20 %. С изменением нагрузки котла значение присосов воздуха определялось по формуле

Перетоки воздуха в РВП при сжигании природного газа и работе котла под наддувом на номинальной нагрузке приняты равными 15 % (согласно результатам испытаний).

2.3.4. 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.

2.3.5. Потери тепла от механической неполноты сгорания топлива (q₄ %) при проведении тепловых испытаний не определялись и приняты равными нулю согласно «Положению о согласовании нормативных характеристик оборудования и расчетных удельных расходов топлива» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1975).

2.3.6. Потери тепла в окружающую среду (q₅ %) при испытаниях не определялись. Они рассчитаны согласно «Тепловому расчету котельных агрегатов» (нормативный метод) (М.: Энергия, 1973) по формуле

2.3.7. В суммарную потребляемую мощность котельной установки включены мощности приводов: питательного электронасоса, дутьевых вентиляторов, осевого, дымососа (при сжигании мазута), дымососа рециркуляции газов и регенеративного воздухоподогревателя.

Мощность (кВт), потребляемая электродвигателями дутьевых вентиляторов, приведена к параметрам воздуха на стороне всасывания  = 15 °С и P_а = 730 мм рт. ст. по формуле

где  - мощность дутьевого вентилятора при параметрах воздуха  = 15 °C и абсолютном давлении P_а = 730 мм рт. ст.;

 - мощность дутьевого вентилятора, определенная в опытах;

 и  - плотность воздуха при условиях эксплуатации и температуре 15 °C соответственно, кг/м³.

2.3.8. Удельные расходы электроэнергии на собственные нужды котла рассчитаны по мощности, потребляемой тягодутьевыми механизмами.

Удельный расход электроэнергии на привод питательного электронасоса рассчитан согласно типовой энергетической характеристике питательного электронасоса ПЭ-580-200/185-2 (Типовые энергетические характеристики питательных электронасосов ПЭ-720-185-2, ПЭ-580-200/185-2, ПЭ-500-180-4, ПЭ-380-200/185-2 и ПЭ-270-150-3. М.: СПО Союзтехэнерго 1981).

Мощность, потребляемая приводом РВП, взята из паспорта на привод РВП-98Н

2.3.9. В удельный расход тепла на собственные нужда котла при сжигании мазута включены: потери тепла в калориферах, на паровую обдувку РВП, продувку котла с учетом возврата тепла из расширителя дренажей 0,8 МПа (8 кгс/см²). При сжигании газа в удельный расход тепла на собственные нужды включены только потери с продувкой. Потери тепла с продувкой котла [МВт (Гкал/ч)] подсчитаны с учетом использования продувочной воды в расширителе 0,8 МПа (8 кгс/м²) по формуле

Q_обд = (G_обдj_к.в - G_обдj_обд)10^-3,

где  кг/мин (Р = 0,5 %);

G_обд, j_обд - количество и теплосодержание пара, получаемого в расширителе при давлении 0,8 МПа;

j_к.в - энтальпия котловой воды, ккал/кг.

Расход тепла на паровую обдувку РВП [МВт (Гкал/ч)] рассчитывался по формуле

Q_обд = G_обдj_обдτ_обд10^-3,

где G_обд = 100 кг/мин;

j_обд = 703 ккал/кг (при P_обд = 1,0 МПа, t_обд = 250 °С);

τ_обд = 50 мин.

Режим обдувки - 3 аппарата с продолжительностью обдувки 50 мин с включением один раз в сутки.

Расход тепла на предварительный подогрев воздуха в калориферах (Гкал/ч) определялся по формуле

где  - коэффициент избытка воздуха на входе в воздухоподогреватель;

- теоретически необходимое количество воздуха, м³/кг топлива;

 - средняя теплоемкость воздуха, ккал/(м³ °С);

 - подогрев воздуха в калорифере, °C;

 - расход топлива, т/ч.

Удельный расход тепла на калориферы (%) рассчитывался по формуле

2.3.10. В удельный расход тепла на собственные нужды котла не включены расходы тепла на обдувку поверхностей нагрева в горизонтальном газоходе. При задействовании данных средств очистки в каждом конкретном случае необходимо вводить коррективы в значение . Расход тепла на обдувку поверхностей нагрева в горизонтальном газоходе рассчитывается в данном случае по формуле

где Z - количество обдувочных аппаратов, шт.;

d - расход пара на один обдувочный аппарат, кг/мин;

 - продолжительность обдувки, мин.

2.3.11. В удельный расход тепла на собственные нужды котла на мазуте не включены потери тепла на мазутное хозяйство согласно Нормам расхода тепла на мазутные хозяйства тепловых электростанций (М.: СПО Союзтехэнерго, 1984). Они подсчитываются для каждого конкретного случая, при этом учитываются такие факторы, как материал резервуаров, (металл или железобетон), общая длина паропроводов, мазутопроводов, продолжительность доставки мазута на электростанцию и др.

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 формул. Поправки к q₂ при сжигании мазута приведены на рис. 5, а при сжигании природного газа - на рис. 13. Поправки к температуре уходящих газов (°С) приведены соответственно на рис. 6 и 14.

Поправки к q₂ на изменение температуры и влажности мазута, температуры холодного воздуха определены расчетным путем.

3.1.1. Поправка (%) на изменение влажности мазута

Δq₂ = ± 0,015 · (W^P - 1,5).

3.1.2. Поправка (%) на изменение температуры мазута, подаваемого в котел, рассчитана по влиянию изменения K_Q на q₂

Δq₂ = -0,44 · 10^-3(t_х.в - 120).

3.1.3. Поправка (%) на изменение температура холодного воздуха:

- при сжигании

Δq₂ = -0,043(t_х.в - 15),

- при сжигании природного газа

Δq₂ = -0,009(t_х.в - 15),

3.2. Поправки к q₂ и T_ух на изменение температуры воздуха на входе в РВП, питательной воды, коэффициента избытка, воздуха определены по данным тепловых испытаний.

3.2.1. Поправки к q₂ (%) и T_ух (°С) на изменение температуры воздуха на входе в РВП при сжигании мазута:

3.2.2. Поправки к q₂ (%) и T_ух (°С) на изменение температуры питательной воды при сжигании мазута и природного газа

3.2.3. Поправка к T_ух (°С) на изменение температуры холодного воздуха при сжигании природного газа

.

3.2.4. Поправки к q₂ (%) и T_ух (°С) на изменение коэффициента избытка воздуха в режимном сечении:

- при сжигании мазута

- при сжигании природного газа

3.3 Поправка к q₂ (%) на отклонение температуры уходящих газов рассчитана по влиянию изменения температуры уходящих газов на q₂:

- при сжигании

- при сжигании природного газа

3.4. Пользование системой поправок поясняется следующим примером.

Котел работает на мазуте при нагрузке 600 т/ч при измененных условиях эксплуатации:

- влажность мазута 2,3 %;

- температура мазута 110 °C;

- температура холодного воздуха +25 °C;

- температура воздуха на входе в воздухоподогреватель 75 °C;

- температура питательной воды 235 °С.

Из значений параметров, указанных выше, вычитаются значения тех же параметров, указанные в битовой энергетической характеристике. Знак разности указывает направление изменения значения каждого параметра. Поправки находятся по рис. 5, 6, 13 и 14 либо подсчитываются по формулам, указанным выше.

Для данного примера значения разностей и поправок будут составлять:

Нормативные значения q₂ и  для измененных условий эксплуатации составляет:

где q₂ = 6,65 % и  = 148,5 °C определены по Типовой энергетической характеристике котла.

 

СОДЕРЖАНИЕ