Привет студент. Котельно-вспомогательное оборудование Расчетный тепловой баланс и расход топлива

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

. 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. .

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 м 3 . Тепловое напряжение топочного объема составляет 214 кВт/м 3 , или 184 · 10 3 ккал/(м 3 · 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/см 2). Давление пара на продувку и распыл мазута рекомендовано заводом 0,6 МПа (6 кгс/см 2). Расход пара на форсунку составляет 240 кг/ч.

1.5 . Котельная установка укомплектована:

Двумя дутьевыми вентиляторами ВДН-16-П производительностью с запасом 10 % 259 · 10 3 м 3 /ч, давлением с запасом 20 % 39,8 МПа (398,0 кгс/м 2), 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 · 10 3 м 3 /ч, давлением с запасом 20 % 21,6 МПа (216,0 кгс/м 2), 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.

. ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА ТГМ-96Б

2.1 . Типовая энергетическая характеристика котла ТГМ-96Б ( рис. , , ) 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 M 100. Поэтому характеристика составлена на мазут M 100 (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 M 100, 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 0,6 D 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 x в , t " кф , t п.в ).

2.2.2 . Коэффициент избытка воздуха врежимной 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 (q 3 ) 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 (q 4 ) 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 (q 5 ) 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. ). 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 ном 10 2 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).

. 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 q 2 в виде графиков приведены на рис. , . Поправки к температуре уходящих газов приведены на рис. . 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 q 2 по формуле

^ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
«Устройство отбора проб уходящих газов котлов НГРЭС»

ОГЛАВЛЕНИЕ:

1 ПРЕДМЕТ 3

^ 2 ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА 3

3 ОБЪЕМ ПОСТАВКИ \ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ \ ОКАЗАНИЯ УСЛУГ 6

4 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 11

5 ИСКЛЮЧЕНИЯ\ ОГРАНИЧЕНИЯ\ ОБЯЗАТЕЛЬСТВА ПО ПРЕДОСТАВЛЕНИЮ РАБОТ\ПОСТАВОК\УСЛУГ 12

6 Испытания, приемка, ввод в эксплуатацию 13

^ 7 СПИСОК ПРИЛОЖЕНИЙ 14

8 ТРЕБОВАНИЯ по ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ РАБОТ 14

9 ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПОДРЯДНЫМИ ОРГАНИЗАЦИЯМИ 17

^ 10 АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ 18

1ПРЕДМЕТ

В соответствии с Экологической программой ОАО «Энел ОГК-5» на 2011-2015 годы филиала «Невинномысская ГРЭС» ОАО «Энел ОГК-5» необходимо следующее:

1. 
   Определение фактической величины концентрации оксидов азота, оксида углерода, метана при разных нагрузках и разных режимах работы котлов ТГМ-96 (котел № 4) приборным парком исполнителя.
2. 
   Определение плотности распределения диоксида азота по площади конвективной поверхности в контрольном сечении.

3. Оценка снижения образования оксидов азота за счет применения режимных мероприятий и изменения технико-экономических показателей работы котлов (определения эффективности применения режимных мероприятий) .

4. Разработка предложений по применению малозатратных реконструктивных мероприятий направленных на снижение выбросов оксидов азота .

^

2ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА

1. 
   Общие сведения

Невинномысская государственная районная электрическая станция (НГРЭС) проектной мощностью 1340 МВт предназначена для покрытия потребностей в электрической энергии Северного Кавказа и снабжения тепловой энергией предприятий и населения города Невинномысска. В настоящее время установленная мощность Невинномысской ГРЭС составляет 1700,2 МВт.

ГРЭС расположена на северной окраине города Невинномысска и состоит из теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), конденсационных энергоблоков открытой компоновки (блочная часть) и парогазовой установки (ПГУ).

Полное наименование объекта: филиал «Невинномысская ГРЭС» открытого акционерного общества «Энел пятая генерирующая компания оптового рынка электроэнергии» в г. Невинномысске Ставропольского края.

Место нахождения и почтовый адрес: Российская Федерация, 357107, город Невинномысск, Ставропольского края, улица Энергетиков, дом 2.

1. 
   ^ Климатические условия

Климат: умеренно-континентальный

Климатические условия и параметры окружающего воздуха в данной местности соответствуют месторасположению ГРЭС (г. Невинномысск) и характеризуются данными таблицы 2.1.

Таблица 2.1 Климатические данные региона (г. Невинномысск из СНиП 23-01-99)

край, пункт	Температура наружного воздуха, град. С
	Температура наружного воздуха, средняя по месяцам, град. С
	I	II	III	IV		V	VI		VII	VIII		IX	X	XI		XII
Ставрополь	-3,2	-2,3	1,3	9,3		15,3	19,3		21,9	21,2		16,1	9,6	4,1		-0,5
					Меньше 8 ℃						Меньше 10℃
Средне-годовая	Наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92				Продолжи-тельность, сут.			Средняя температура, град. С			Продолжи-тельность, сут				Средняя температура, град. С
9,1	-19				168			0,9			187				1,7

Многолетняя средняя температура воздуха наиболее холодного зимнего месяца (январь) составляет минус 4,5°С, самого жаркого (июля) +22,1°С.

Продолжительность периода с устойчивыми морозами около 60 дней,

Скорость ветра, повторяемость которого не превышает 5%, равна - 10-11 м/сек.

Господствующее направление ветра – восточное.

Годовая относительная влажность составляет – 62,5%.

1. 
   ^ ХАРАКТЕРИСТИКА И КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ КОТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА ТГМ - 96.

Газомазутный котел типа ТГМ-96 Таганрогского котельного завода однобарабанный, с естественной циркуляцией, паропроизводительностью 480 т/ч со следующими параметрами:

Давление в барабане - 155 ати

Давление за главной паровой задвижкой - 140 ати

Температура перегретого пара - 560С

Температура питательной воды - 230С
^ Основные расчетные данные котла при сжигании газа:
Паропроизводительность т/час 480

Давление перегретого пара кг/см 2 140

Температура перегретого пара С 560

Температура питательной воды С 230

Температура холодного воздуха перед РВВ С 30

Температура горячего воздуха С 265
^ ХАРАКТЕРИСТИКА ТОПКИ

Объем топочной камеры м 3 1644 Теплонапряжение топочного объема ккал/м 3 ч 187,10 3

Часовой расход топлива ВР нм 3 /ч т/ч 37.2.10 3

^ ТЕМПЕРАТУРА ПАРА

За настенным пароперегре вателем С 391 Перед крайними ширмами С 411

После крайних ширм С 434 После средних ширм С 529 После входных пакетов конвективного пароперегревателя С 572

После выходных пакетов конвективного п/п. С 560

^ ТЕМПЕРАТУРА ГАЗОВ

За ширмами С 958

За конвективным п/п С 738 За водяным экономайзером С 314

Уходящих газов С 120
Компановка котла П- образная, с двумя конвективными шахтами.Топочная камера экранирована испарительными трубами и панелями радиационного пароперегревателя.

Потолок топки горизонтального газохода поворотной камеры экранирован панелями потолочного перегревателя. В поворотной камере и переходном газоходе расположен ширмовой перегреватель.

Боковые стены поворотной камеры и скосы конвективных шахт, экранированы панелями настенного водяного экономайзера. В конвективных шахтах расположен конвективный пароперегреватель и водяной экономайзер.

Пакеты конвективного пароперегревателя крепятся на подвесных трубах водяного экономайзера.

Пакеты конвективного водяного экономайзера опираются на балки, охлаждаемые воздухом.

Поступающая в котел вода проходит последовательно подвесные трубы, конденсаторы, настенный водяной экономайзер, конвективный водяной экономайзер и поступает в барабан.

Пар из барабана поступает в 6 панелей настенного радиационного пароперегревателя, из радиационного поступает в потолочный, из потолочного в ширмовый, из ширмового в потолочно-настенный и затем в конвективный пароперегреватель. Регулирование температуры пара осуществляется двумя впрысками собственного” конденсата. Первый впрыск осуществляется на всех котлах перед ширмовым пароперегревателем, второй на К-4,5 и третий на 5А впрыски между входными и выходными пакетами конвективного п/п, второй впрыск на К-5А в рассечку крайних и средних ширм.

Для подогрева воздуха, необходимого для горения топлива, установлены три регенеративных воздухоподогревателя, расположенных с задней стороны котла. Котел оборудован двумя дутьевыми вентиляторами типа ВДН-26. II и двумя дымососами типа ДН26х2А.

Топочная камера котлоагрегата имеет призматическую форму. Размеры топочной камеры в свету:

Ширина - 14860 мм

Глубина - 6080 мм

Объем топочной камеры - 1644 м 3 .

Видимое тепловое напряжение топочного объема при нагрузке 480 т/час: - на газе 187.10 3 ккал/м 3 час;

На мазуте - 190.10 3 ккал/ м 3 час.

Топочная камера полностью экранирована испарительными трубами диам. 60х6 с шагом 64мм и перегревательными трубами. Для понижения чувствительности циркуляции к различным тепловым и гидравлическим перекосам, все испарительные экраны секционированы, причем каждая секция (панель) представляет собой самостоятельный контур циркуляции.

Горелочный аппарат котла.

Наименование величин Един. измер. Г а з Мазут

1. Номинальная производительн. кг/час 9050 8400
2. Скорость воздуха м/сек 46 46
3. Скорость истечения газа м/сек 160 -
4. Сопротивление горелки кг/м 2 150 150

по воздуху.
5. Максимальная производитель- нм 3 /час 11000

ность по газу
6. Максимальная производитель- кг/час - 10000

ность по мазуту.
7. Допустимый предел регулиро- % 100-60% 100-60%

вания нагрузки. от номин. от номин.
8. Давление газа перед горелкой. кг/м 2 3500 -
9. Давление мазута перед горел- кгс/см 2 - 20

кой.
10. Минимальное понижение дав- - - 7

ления мазута при понижен.

нагрузке.

Краткое описание горелки - типа ГМГ.
Горелки состоят из следующих узлов:

а) улитки, предназначенной для равномерного подвода периферийного воздуха к направляющим лопаткам,

б) направляющих лопаток с регистром, установленных на входе в камеру периферийного подвода воздуха. Направляющие лопатки предназначены для турбулизации потока периферийного воздуха и изменения его крутки. Увеличение его крутки путем прикрытия направляющих лопаток увеличивает конусность факела и уменьшает его дальнобойность и наоборот,

в) камеры центрального подвода воздуха, образованной с внутренней стороны поверхностью трубы диам. 219 мм, которая одновременно служит для установки в ней рабочей мазутной форсунки и с наружной стороны поверхностью трубы диам. 478 мм, которая одновременно является внутренней поверхностью камеры на выходе в топку, имеет 12 зафиксированных направляющих лопаток (розетку), которые предназначены для турбулизации потока воздуха, направляемого к центру факела.

г) камеры периферийного подвода воздуха, образованы с внутренней стороны поверхностью трубы диам. 529 мм, которая одновременно является наружной поверхностью камеры центрального подвода газа и с наружной стороны поверхностью трубы диам. 1180мм, которая одновременно является внутренней поверхностью камеры периферийного подвода газа,

д) камеры центрального подвода газа, имеющей со стороны выхода в топку ряд сопел диам. 18 мм (8 шт) и ряд отверстий диам. 17 мм (16 шт). Сопла и отверстия расположены в два ряда по окружности наружной поверхности камеры,

е) камеры периферийного подвода газа, имеющей со стороны выхода в топку два ряда сопел диам. 25 мм в количестве 8 шт и диам. 14 мм в количестве 32 шт. Сопла расположены по окружности внутренней поверхности камеры.

Для возможности регулирования расхода воздуха на горелках установлены:

Общий шибер на подводе воздуха к горелке,

Шибер на периферийном подводе воздуха,

Шибер на центральном подводе воздуха.

Для предотвращения подсоса воздуха в топку установлена заслонка на направляющей трубе мазутной форсунки.

Описание парового котла ТГМ-151-Б

Лабораторная работа №1

по курсу «Котельные установки»

Выполнили: Матюшина Е.

Покачалова Ю.

Титова Е.

Группа: ТЭ-10-1

Проверила: Шацких Ю. В.

Липецк 2013

1. Цель работы………………………………………………………………………………….3

2. Краткая характеристика котла ТГМ-151-Б……………………………………………..….3

3. Котельно-вспомогательное оборудование………………………………...……………….4

4. Характеристика оборудования………………………………...……………………………7

4.1 Техническая характеристика……………………………….………………….7

4.2 Описание конструкции………………………………………..……………….7

4.2.1 Топочная камера……………………….…..………………………….….7

4.2.2 Пароперегреватель……………………...……………………………….8

4.2.3 Устройство для регулирования температуры перегретого пара……………………………………………………………………….…….11

4.2.4 Водяной экономайзер…………………...…...……………………...…...11

4.2.5 Воздухоподогреватель…………………………...………………..…..…12

4.2.6 Тягодутьевые устройства……………………...………………………..…12

4.2.7 Предохранительные клапаны………………..……………………………13

4.2.8 Горелочные устройства…………………………..………………………..13

4.2.9 Барабан и сепарационные устройства…………………………………....14

4.2.10 Каркас котла…………....…………………………………………………16

4.2.11. Обмуровка котла……….…....………………………………….…….….16

5. Техника безопасности при проведении работы……………………………………….16

Библиографический список………………………..………………………………………...17

1. Цель работы

Теплотехнические испытания котельных установок проводятся для определения энергетических характеристик, определяющих их режимные показатели в зависимости от нагрузки и типа топлива, выявления их эксплуатационных особенностей и недостатков конструкции. Для привития студентам практических навыков эту работу рекомендуется проводить в производственных условиях на действующих установках тепловых электростанций.

Целью работы является ознакомление студентов с организацией и методикой проведения балансовых испытаний котлоагрегата, определения количества и выбора точек замеров параметров работы котла, с требованиями к установке КИП, с методикой обработки результатов испытаний.

Краткая характеристика котла ТГМ-151-Б

1. Регистрационный номер № 10406

2 Завод-изготовитель Таганрогский котельный

завод "Красный котельщик"

3. Паропроизводительность 220 т/ч

4. Давление пара в барабане 115 кГ/см 2

5. Номинальное давление перегретого пара 100 кГ/см 2

6. Температура перегретого пара 540 °С

7. Температура питательной воды 215 °С

8. Температура горячего воздуха 340 °С

9. Температура воды на выходе из экономайзера 320 °С

10. Температура уходящих газов 180 °С

11. Топливо основное Коксодоменный газ и природный газ

12 Топливо резервное мазут

Котельно-вспомогательное оборудование.

1. Тип дымососа: Д-20х2

Производительность 245 тыс. м3/ч

Разрежение дымососа- 408 кгс/м2

Мощность и тип электродвигателя №21 500 кВт А13-52-8

№22 500 кВт А4-450-8

2. Тип дутьевого вентилятора: ВДН -18-11

Производительность- 170 тыс. м /ч

Давление- 390 кгс/м2

Мощность и тип электродвигателя №21 200 кВт АО-113-6

№22 165 кВт ГАМТ 6-127-6

3. Тип горелки: Турбулентные

Количество горелок (природного газа)- 4

Количество горелок (коксодоменного газа) 4

Минимальное давление воздуха- 50мм в.ст

Расход воздуха через горелку- 21000 нм/час

Температура воздуха перед горелкой- 340 С

Расход природного газа через горелку- 2200 нм /час

Расход коксодоменного газа через горелку- 25000 нм /час

Рисунок 1. Газомазутный котел ТГМ-151-Б на 220 т/ч, 100 кгс/см^2 (продольный и поперечный разрезы): 1 – барабан, 2 – выносной сепарационный циклон, 3 – топочная камера, 4 – топливная горелка, 5 – ширма, 6 – конвективная часть пароперегревателя, 7 – экономайзер, 8 – регенеративный воздухоподогреватель, 9 – дробеуловитель (циклон) дробеструйной установки, 10 – бункер дробеструйной установки, 11 – короб, отводящий дымовые газы от экономайзера к воздухоподогревателю, 12 – газовый короб к дымососу, 13 – короб холодного воздуха.

Рисунок 2. Общая схема котла ТГМ-151-Б: 1 – барабан, 2 – выносной сепарационный циклон, 3 – горелка, 4 – экранные трубы, 5 – опускные трубы, 6 – потолочный пароперегреватель, 7 – радиационный ширмовый пароперегреватель, 8 – конвективный ширмовый пароперегреватель, 9 – 1-я ступень конвективного пароперегревателя, 10 – 2-я ступень конвективного пароперегревателя, 11 – пароохладитель 1-го впрыска,

12 – пароохладитель 2-го впрыска, 13 – пакеты водяного экономайзера, 14 - регенеративный вращающийся воздухоподогреватель.

4. Характеристика оборудования

4.1 Техническая характеристика

Котел ТГМ-151/Б газомазутный, вертикально-водотрубный, однобарабанный, с естественной циркуляцией и трехступенчатым испарением. Котел изготовлен Таганрогским котельным заводом "Красный котельщик".

Котельный агрегат имеет П-образную компоновку и состоит из топочной камеры, поворотной камеры и опускной конвективной шахты.

В верхней части топки (на выходе из нее) в поворотной камере размещена ширмовая часть пароперегревателя, в опускном газоходе - конвективная часть пароперегревателя и экономайзер. Позади конвективного газохода установлено два регенеративных вращающихся воздухоподогревателя (РВВ).

Эксплуатационные показатели, параметры:

4.2 Описание конструкции

4.2.1 Топочная камера

Топочная камера имеет призматическую форму. Объем топочной камеры - 780 м 3 .

Стены топочной камеры экранированы трубами Ø 60x5, выполненными из стали 20. Потолок топочной камеры экранирован трубами потолочного пароперегревателя (Ø 32x3,5).

Фронтовой экран состоит из 4 панелей – по 38 труб в крайних панелях и по 32 трубы в средних. Боковые экраны имеют по три панели - в каждой по 30 труб. Задний экран имеет 4 панели: две крайние панели состоят из 38 труб, средние - из 32 труб.

Для улучшения омывания дымовыми газами ширм и защиты камер заднего экрана от радиации, трубы заднего экрана в верхней части образуют выступ в топку с вылетом 2000 мм (по осям труб). Тридцать четыре трубы не участвуют в образовании вылета, а являются несущими (по 9 труб в крайних панелях и по 8 в средних).

Экранная система, кроме заднего экрана, подвешена за верхние камеры посредством подвязок к металлоконструкциям потолочного перекрытия. Панели заднего экрана подвешены при помощи 12 обогреваемых подвесных труб 0 133x10 к потолочному перекрытию.

Панели задних экранов в нижний части образуют скат к фронтовой стене топки с уклоном 15° к горизонтали и образуют холодный под, покрытый со стороны топки шамотом и хромированной массой.

Все экраны топки свободно расширяются вниз.

Рисунок 3. Эскиз топочной камеры газомазутного котла.

Рисунок 4. Экранные поверхности нагрева котла: 1 – барабан; 2 – верхний коллектор; 3 – опускной пучок труб; 4 – подъемный испарительный пучок; 9 – нижний коллектор заднего экрана; 13 – смесеотводящие трубы заднего экрана; 14 – обогрев экрана факелом горящего топлива.

4.2.2 Пароперегреватель

Пароперегреватель котла состоит из следующих частей (по ходу пара): потолочный пароперегреватель, ширмовый пароперегреватель и конвективный пароперегреватель. Потолочный пароперегреватель экранирует потолок топки и поворотной камеры. Пароперегреватель выполнен из 4 панелей: в крайних панелях по 66 труб, в средних панелях по 57 труб. Трубы Ø 32x3,5 мм из стали 20 установлены с шагом 36 мм. Входные камеры потолочного пароперегревателя выполнены Ø 219x16 мм из стали 20, выходные Ø 219x20 мм из стали 20. Поверхность нагрева потолочного пароперегревателя составляет 109,1 м 2 .

Трубы потолочного пароперегревателя при помощи приварных планок крепятся к специальным балкам (7 рядов по длине потолочного пароперегревателя). Балки, в свою очередь, подвешены при помощи тяг и подвесок к балкам потолочных конструкций.

Ширмовый пароперегреватель расположен в горизонтальном соединительном газоходе котла и состоит из 32 ширм, расположенных в два ряда по ходу газов (первый ряд - радиационные ширмы, второй – конвективные ширмы). Каждая ширма имеет по 28 змеевиков из труб Ø 32x4 мм из стали 12Х1МФ. Шаг между трубами в ширме 40 мм. Ширмы установлены с шагом 530 мм. Суммарно поверхность нагрева ширм составляет 420 м 2 .

Крепление змеевиков между собой осуществляется при помощи гребенок и хомутов (толщиной 6 мм из стали марки Х20Н14С2), установленных по высоте в два ряда.

Конвективный пароперегреватель горизонтального типа расположен в опускной конвективной шахте и состоит из двух ступеней: верхней и нижней. Нижняя ступень пароперегревателя (первая по ходу пара) с поверхностью нагрева 410 м 2 - противоточная, верхняя ступень с поверхностью нагрева 410 м 2 – прямоточная. Расстояние между ступенями 1362 мм (по осям труб), высота ступени - 1152 мм. Ступень состоит из двух частей: левой и правой, каждая из которых состоит из 60 сдвоенных трехпетлевых змеевиков, расположенных параллельно фронту котла. Змеевики выполнены из труб Ø 32x4 мм (сталь 12Х1МФ) и установлены в шахматном порядке с шагами: продольный – 50 мм, поперечный – 120 мм.

Змеевики при помощи стоек опираются на опорные балки, охлаждаемые воздухом. Дистанционирование змеевиков осуществляется при помощи 3 рядов гребенок и полос толщиной 3 мм.

Рисунок 5. Крепление конвективного трубного пакета с горизонтальными змеевиками:1 –опорные балки; 2 – трубы; 3 – стойки;4 – скоба.

Движение пара по пароперегревателю происходит двумя не смешивающимися потоками, симметрично относительно оси котла.

В каждом из потоков пар движется следующим образом. Насыщенный пар из барабана котла по 20 трубам Ø 60x5 мм поступает в два коллектора потолочного пароперегревателя Ø 219x16 мм. Далее пар движется по потолочным трубам и поступает в две выходные камеры Ø 219x20 мм, расположенные у задней стенки конвективного газохода. Из этих камер, четырьмя трубами Ø 133x10 мм (сталь 12Х1МФ), пар направляется во входные камеры Ø 133x10 мм (сталь 12Х1МФ) райних ширм конвективной части ширмового пароперегревателя. Далее в крайние ширмы радиационной части ширмового пароперегревателя, затем в промежуточную камеру Ø 273x20 (сталь 12X1МФ), из которой трубами Ø 133x10 мм направляется в четыре средние ширмы радиационной части, а затем в четыре средние ширмы конвективной части.

После ширм пар по четырем трубам Ø 133x10 мм (сталь 12Х1МФ) поступает в вертикальный пароохладитель, пройдя который направляется четырьмя трубами Ø 133x10 мм в две входные камеры нижней противоточной ступени конвективного пароперегревателя. Пройдя противотоком, змеевики нижней ступени, пар поступает в две выходные камеры (диаметр входных и выходных камер Ø 273x20 мм), из которых четырьмя трубами Ø 133x10 мм направляется в горизонтальный пароохладитель. После пароохладителя пар поступает по четырем трубам Ø 133x10 мм во входные коллекторы Ø 273x20 мм верхней ступени. Пройдя прямотоком, змеевики верхней ступени, пар попадает в выходные коллекторы Ø 273x26 мм, из которых четырьмя трубами направляется в паросборную камеру Ø 273x26 мм.

Рисунок 6. Схема пароперегревателя котла ТГМ-151-Б: а – схема потолочных панелей и ширм, б – схема конвективных трубных пакетов, 1 – барабан, 2 – потолочные трубные панели (условно показана лишь одна из труб), 3 – промежуточный коллектор между потолочными панелями и ширмами, 4 – ширма, 5 – вертикальный пароохладитель, 6 и 7 – соответственно нижние и верхние конвективные трубные пакеты, 8 – горизонтальный пароохладитель, 9 – паросборный коллектор, 10 – предохранительный клапан, 11 – воздушник, 12 – выход перегретого пара.

4.2.3 Устройство для регулирования температуры перегретого пара

Регулирование температуры перегретого пара осуществляется в пароохладителях посредством впрыска конденсата (или питательной воды) в проходящий через них поток пара. На тракте каждого потока пара установлено по два пароохладителя впрыскивающего типа: по одному вертикальному – за ширмовой поверхностью и по одному горизонтальному – за первой ступенью конвективного пароперегревателя.

Корпус пароохладителя состоит из камеры впрыска, коллектора и выходной камеры. Внутри корпуса размещены впрыскивающие устройства и защитная рубашка. Впрыскивающее устройство состоит из сопла, диффузора и трубы с компенсатором. Диффузор и внутренняя поверхность сопла образуют трубу Вентури.

В узком сечении сопла просверлено 8 отверстий Ø 5 мм на II пароохладителе и 16 отверстий Ø 5 мм на I пароохладителе. Пар через 4 отверстия в корпусе пароохладителя поступает в камеру впрыска и входит в сопло трубы Вентури. Конденсат (питательная вода) подводится к кольцевому каналу трубой Z 60x6 мм и впрыскивается в полость трубы Вентури через отверстия Ø 5 мм, расположенные по окружности сопла. После защитной рубашки пар поступает в выходную камеру, откуда четырьмя трубами отводится к пароперегревателю. Камера впрыска и выходная камера выполнены из трубы Ø Г г 3х26 мм, коллектор из трубы Ø 273x20 мм (сталь 12Х1МФ).

Водяной экономайзер

Стальной змеевиковый экономайзер расположен в опускном газоходе за пакетами конвективного пароперегревателя (по ходу газов). По высоте экономайзер разбит на три пакета высотой 955 мм каждый, расстояние между пакетами - 655 мм. Каждый пакет выполнен из 88 сдвоенных трехпетлевых змеевиков Ø 25x3,5 мм (сталь20). Змеевики расположены параллельно фронту котла в шахматном порядке (продольный шаг 41,5 мм, поперечный шаг 80 мм). Поверхность нагрева водяного экономайзера составляет 2130 м 2 .

Рисунок 7. Эскиз экономайзера с двусторонне-параллельным фронтом расположения змеевиков: 1 – барабан, 2 – водоперепускные трубы, 3 – экономайзер, 4 – входные коллекторы.

Воздухоподогреватель

Котлоагрегат оборудован двумя регенеративными вращающимися воздухоподогревателями типа РВВ–41M. Ротор воздухоподогревателя состоит из обечайки Ø 4100 мм (высотой 2250 мм), ступицы Ø 900 мм и соединяющих ступицу с обечайкой радиальных ребер, разделяющих ротор на 24 сектора. Секторы ротора заполнены нагревательными гофрированными стальными листами (набивкой). Ротор приводится в движение электродвигателем с редуктором и вращается со скоростью 2 оборота в минуту. Общая поверхность нагрева воздухоподогревателя - 7221 м 2 .

Рисунок 8. Регенеративный воздухоподогреватель: 1 – вал ротора, 2 – подшипники, 3 – электродвигатель, 4 – набивка, 5 – наружный кожух, 6 и 7 – радиальное и периферийное уплотнение, 8 – утечка воздуха.

Тягодутьевые устройства

Для эвакуации дымовых газов котлоагрегат оборудован двумя дымососами двухстороннего всасывания типа Д-20х2. Приводом каждого дымососа служит электродвигатель мощностью N=500 кВт, при частоте вращения n = 730 оборотов в минуту.

Производительность и полный напор дымососов даны для газов при давлении 760 мм рт. ст и температуре газов на входе в дымосос 200° С.

Номинальные параметры при наибольшем к.п.д. η=0,7

Для подачи в топку воздуха, необходимого для горения, котел №11 оборудован двумя дутьевыми вентиляторами (ДВ) типа ВДН–18–II производительностью Q= 170000 м 3 /час, полный напор 390 мм вод. ст. при температуре рабочей среды 20° С. Приводом вентиляторов котла № 11 служат электродвигатели мощностью: левый – 250 кВт, частота вращения n=990 об/мин, правый - 200 кВт, частота вращения n=900 об/мин.

4.2.7 Предохранительные клапаны

На котле №11 на паросборной камере установлено два импульсных предохранительных клапана. Один из них – контрольный – с импульсом от паросборной камеры, второй – рабочий – с импульсом от барабана котла.

Контрольный клапан настроен на срабатывание при повышении давления в паросборной камере до 105 кгс/см 2 . Клапан закрывается при понижении давления до 100 кгс/см 2 .

Рабочий клапан открывается при повышении давления в барабане до 118,8 кгс/см 2 . Клапан закрывается при понижении давления в барабане до 112 кгс/см 2 .

4.2.8 Горелочные устройства

Hа фронтовой стене топочной камеры установлены 8 газомазутных горелок, расположенных в два яруса по 4 горелки в каждом ярусе.

Комбинированные горелки выполнены двухпоточными по воздуху.

Каждая горелка нижнего яруса рассчитана на сжигание коксодоменной смеси газов и мазута, раздельное сжигание коксового или доменного газов в этих же горелках. Коксодоменная смесь подается через коллектор Ø 490 мм. По оси горелки предусмотрена труба Ø 76x4 для установки мазутной форсунки механического распыливания. Диаметр амбразуры 1000 мм.

Каждая из 4 горелок верхнего яруса рассчитана на сжигание природного газа и мазута. Природный газ подается по коллектору Ø 206 мм через 3 ряда отверстий Ø 6, 13, 25 мм. Количество отверстий по 8 в каждом ряду. Диаметр амбразуры - 800 мм.

4.2.9 Барабан и сепарационные устройства

На котле установлен барабан диаметром 1600 мм, толщина стенки барабана 100 мм, сталь листовая

Котел имеет трехступенчатую схему испарения. Первая и вторая ступени испарения организованы внутри барабана, третья в выносных циклонах. Отсек первой ступени находится в середине барабана, два отсека второй ступени - по торцам. Внутри барабана водяные объемы соленых отсеков отделены от чистого отсека перегородками. Питательной водой для соленых отсеков второй ступени является котловая вода чистого отсека, которая поступает через отверстия в разделительных межотсековых перегородках. Питательной водой для третьей ступени испарения является котловая вода второй ступени.

Непрерывная продувка осуществляется из водяного объема выносных циклонов.

Питательная вода, поступая из экономайзера в барабан, разделяется на две части. Половина воды по трубам направляется в водное пространство барабана, вторая половина вводится в продольный раздающий коллектор, выходит из него через отверстия и растекается по дырчатому листу, через который проходит насыщенный пар. При прохождении пара через слой питательной воды осуществляется его промывка, т.е. очистка пара от содержащихся в нем солей.

После промывки пара питательная вода по коробам сливается в водное пространство барабана.

Пароводяная смесь, поступая в барабан, проходит через 42 сепарационных циклона, из которых: 14 расположены на фронтовой стороне барабана, 28 – на задней стороне барабана (в том числе 6 циклонов остановлены в соленых отсеках ступенчатого испарения).

В циклонах осуществляется грубое, предварительное разделение воды и пара. Отсепарированная вода стекает в нижнюю часть циклонов, под которыми установлены поддоны.

Непосредственно над циклонами находятся жалюзийные щиты. Проходя через эти щиты и через дырчатый лист, пар направляется для окончательного осушения в верхние жалюзийные щиты, под которыми расположен дырчатый лист. Средний уровень в чистом отсеке расположен на 150 мм ниже его геометрической оси. Верхний и нижний допустимые уровни соответственно на 40 мм выше и ниже среднего. Уровень воды в соленых отсеках обычно расположен ниже, чем в чистом отсеке. Разность уровней воды в этих отсеках увеличивается с возрастанием нагрузки котла.

Ввод раствора фосфатов в барабан производится в чистый отсек ступенчатого испарения по трубе, расположенной вдоль нижней части барабана.

В чистом отсеке имеется труба для аварийного слива воды в случае чрезмерного повышения ее уровня. Кроме того, имеется линия с вентилем, соединяющая пространство левого выносного циклона с одной из нижних камер заднего экрана. При открытии вентиля возникает движение котловой воды из соленого отсека третьей ступени в чистый отсек, благодаря чему можно при необходимости, уменьшить кратность солесодержания воды в отсеках. Выравнивание содержания солей в левом и правом соленых отсеках третьей ступени испарения обеспечивается тем, что из каждого соленого выносного отсека выходит труба, которая направляет котловую воду в нижнюю экранную камеру противоположного соленого отсека.

Рисунок 11. Схема трехступенчатого испарения: 1 – барабан; 2 – выносной циклон; 3 – нижний коллектор циркуляционного контура, 4 – парогенерирующие трубы; 5 – опускные трубы; 6 – подвод питательной воды; 7 – отвод продувочной воды; 8 – водоперепускная труба из барабана в циклон; 9 – пароперепускная труба из циклона в барабан; 10 – пароперпускная труба из агрегата; 11- внутрибарабанная перегородка.

4.2.10 Каркас котла

Каркас котла состоит из металлических колонн, связанных горизонтальными балками, фермами, раскосами и служит для восприятия нагрузок от веса барабана, поверхностей нагрева, обмуровки, пищалок обслуживания, газопроводов и других элементов котла. Колонны каркаса котла жестко прикрепляются к железному фундаменту котла, основания (башмаки) колонн заливают бетоном.

4.2.11 Обмуровка

Шиты обмуровки представляют собой слои огнеупорных и изоляционных материалов, которые крепятся при помощи кронштейнов и притяжек к стальной рамной конструкции с обшивочными листами.

В щитах последовательно с газовой стороны расположены: слои огнеупорного бетона, совелитовые маты слой уплотнительной обмазки. Толщина обмуровки топочной камеры – 200 мм, в районе двух нижних пакетов экономайзера – 260 мм. Обмуровка пода в нижней части топочной камеры выполнена натрубно. При тепловом удлинении экранов эта обмуровка перемещается вместе с трубами. Между подвижной и неподвижной частями обмуровки топочной камеры имеется температурный шов, уплотненный с помощью водяного затвора (гидрозатвора). В обмуровке имеются отверстия для лазов, люков и лючков.

5. Техника безопасности при проведении работы

На территории электростанции студенты подчиняются всем правилам режима и техники безопасности, действующим на предприятии.

Перед началом испытаний представитель предприятия проводит со студентами инструктаж о порядке проведения испытания и о правилах техники безопасности с записью в соответствующих документах. Во время испытаний студентам запрещается вмешиваться в действия обслуживающего персонала производить отключения приборов на пульте управления, открывать гляделки, лючки, лазы и т.п.

Библиографический список

1. Сидельковский Л. Н., Юренев В.Н. Котельные установки промышленных предприятий: Учебник для вузов. – 3 - е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 528с., ил.
2. Ковалев А.П. и др. Парогенераторы: учебник для вузов/ А. П. Ковалев, Н.С.Лелеев, Т.В. Виленский; Под общ. ред. А. П. Ковалев. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 376 с., ил.
3. Киселев Н.А. Котельные установки, Учебное пособие для подгот. рабочих на производстве – 2 – е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1979. – 270с., ил.
4. Деев Л.В., Балахничев Н.А. Котельные установки и их обслуживание. Практические занятия для ПТУ. – М.: Высшая школа, 1990. – 239с., ил.
5. Мейкляр М. В. Современные котельные агрегаты ТКЗ. – 3 изд., перераб. и доп. – М.: Энергия, 1978. - 223с., ил.