ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ КОТЛОВ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

IMPROVING THE EFFICIENCY AND RELIABILITY OF POWER PLANT BOILERS

Elvira Gabdullina

master of the Ufa State Aviation Technical University,

Russia, Ufa

АННОТАЦИЯ

В статье приводятся данные о расчетных значениях повышения эффективности и надежности котельного оборудования тепловой электрической станции за счет монтажа дополнительных теплообменников в газовоздушном тракте котла.

ABSTRACT

The article presents data on the calculated values of improving the efficiency and reliability of the boiler equipment of the thermal power plant due to the installation of additional heat exchangers in the gas-air path of the boiler.

Ключевые слова: котельное оборудование; газовоздушный тракт; энергоэффективность.

Keywords: boiler equipment; gas-air path; energy efficiency.

Исходные данные для расчета:

• Среднегодовая нагрузка котла - 713 т/ч;
• Присосы воздуха на тракте котел-дымосос -  29,1 %;
• Коэффициенты избытка воздуха за дымососом ;
• Температура уходящих газов за дымососом ;
• Расход условного топлива на котел – 542822 тут;
• Время работы котла – 7461 час;
• Часовой расход топлива – 72,76 тут/час;
• Температура холодного воздуха на входе в РВП при работе   на          газе - .

Греющей средой в теплообменнике дымовые газы котла, нагреваемой средой вода.

Рассмотрим возможность применения конденсата турбин. Отбор конденсата может быть после конденсатора. После теплообменников в котле конденсат возвращается в схему регенерации турбины. За счет теплосъема от дымовых газов конденсат нагревается. Теплота, отведенная от дымовых газов при их охлаждении от температуры  на входе в новый теплообменник до предельно низкой температуры, которая равна 103 ^⸰С при номинальной нагрузке определяется следующим образом:

а) Параметры котла при номинальной нагрузке:

 =1,025;

;

;

 средняя за год.

Для определения величины температуры уходящих газов при номинальной нагрузке, необходимо учесть следующие обстоятельства:

Фактическое состояние котла блока №6 лучше его нормативного значения за счет того, что РВП корпуса Б был реконструирован, в результате чего , температура уходящих газов корпуса А составляет 122 ^⸰С. Температура уходящих газов нормативная при 15 ^⸰С  составляет 121^⸰С   по нормативным характеристикам. Таким образом, если бы РВП обоих корпусов котла прошли реконструкцию, то при среднегодовом режиме работы температура уходящих газов . При номинальной нагрузке нормативная температура уходящих газов составит

Приняв, что после реконструкции РВП корпуса А фактическая температура уходящих газов будет

Т.к. фактическая температура уходящих газов на 7^⸰С   лучше норматива, то откорректированная  при   составит

б) Необходимо учесть, что отобранная от дымовых газов теплота затрачивается на нагрев конденсата, и в конечном итоге, питательной воды, это приводит к повышению температуры уходящих газов. В соответствии с нормативной характеристикой изменение  на 10 ^⸰С приводит к изменению  на 1,1 ^⸰С. Задавшись, что в результате установки теплообменника температура питательной воды, увеличится на 1,1 ^⸰С, можно принять в качестве первой итерации, что температура уходящих газов перед новым теплообменником составит

Определим количество тепла, которое должно быть отобрано от дымовых газов чтобы уменьшить их температуру от 120,7 до 103

где  - энтальпия дымовых газов на 1 м³  топлива при 120,7 ;

 - энтальпия дымовых газов на 1 м³  топлива при 103 ;

 - номинальный расход газа на котел с учетом изменения КПД котла при изменении .

в) Расход газа  при номинальной нагрузке и  

где - выработка тепла брутто котлом;

 - КПД брутто котлов

Выработка тепла брутто котлом

В соответствии с РД 34.08.522-95 выработка тепла брутто котлом определяется:

где D_пе - количество выработанного перегретого пара тыс. т;

D_пп - расход пара на входе в промежуточный пароперегреватель котла тыс. т;

G_пр - количество продувочной воды, тыс. т;

G_впр - расход воды на впрыск во вторичный пароперегреватель, тыс. т;

i_пе - энтальпия перегретого пара, ккал/кг (кДж/кг);

i_пв - энтальпия питательной воды, ккал/кг (кДж/кг);

,  - энтальпия пара, поступающего во вторичный пароперегреватель котла и выходящего из него, ккал/кг (кДж/кг);

i_пр - энтальпия котловой воды, ккал/кг (кДж/кг).

i_впр - энтальпия впрыскиваемой во вторичный пароперегреватель питательной воды, ккал/кг (кДж/кг);

 - тепло, отпущенное котлом с насыщенным паром, воздухом или водой (включая сетевую воду теплофикационных экономайзеров) на сторону или на собственные нужды, а также тепло постоянно действующих пробоотборных точек и солемеров, Гкал (ГДж).

 В данной работе  - теплота, которая подводится от нового теплообменника после его монтажа в систему регенерации турбины и равняется 0 до установки нового теплообменника.

Выработка тепла брутто котлом  после монтажа нового теплообменника  при условии, что сохранится неизменным значение паропроизводительности, энтальпии острого пара и пара промперегрева  составит:

Т.к.  затрачивается на увеличение  до  с учетом теплопотерь в теплообменнике, то изменение  практически не произойдет.

КПД брутто котла  изменится, т.к.  изменится до 103. При этом уменьшаться потери тепла с уходящими газами :

где - коэффициенты, зависящие от вида и сорта топлива;

 - коэффициент избытка воздуха;

- температура уходящих газов;

- температура холодного воздуха.

Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива q₃ и потери тепла от механической неполноты сгорания топлива q₄   равны нулю.

Потери в окружающую среду .

Новое КПД брутто котла:

Расход газа:

Таким образом, теплосъем от дымовых газов составит:

С учетом КПД теплообменника равного 0,99, теплота на нагрев питательной воды:

До реконструкции теплота, затраченная на регенерацию, составляла при номинальной нагрузке:

где  - расход питательной воды;

 - энтальпия питательной воды при;

- энтальпия конденсата при .

Новое значение  будет больше, на величину теплоты, отведенного от дымовых газов:

Этого количества теплоты достаточно чтобы нагреть питательную воду от 22,8  до температуры , что соответствует  .

Нагрев питательной воды за счет монтажа нового теплообменника составит:

В соответствии с нормативными характеристиками, увеличение температуры уходящих газов составит:

Предварительно было принято, что  составляет 1,1. Ошибка на  0,6 является допустимой.

г) Таким образом, внедрение нового теплообменника приведет к экономии топлива, направляемого в котел. Теплота от дымовых газов, утилизируемая в теплообменнике, нагревает воду в системе регенерации турбины и возвращается в котел (с учетом КПД нового теплообменника), что при сохранении прежней паропроизводительности котла и энтальпии пара позволит уменьшить расход топлива на котел. Величина тепловой энергии, возвращаемой в тепловую схему блока составляет   .

Список литературы:

1. Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод) / под ред. С.И. Мочана. – 3-е изд. – Л.: Энергия, 1977. – 256 с.
2. РД 34.08.552-95. Методические указания по составлению отчета электростанции и акционерного общества энергетики и электрификации о тепловой экономичности оборудования. – М.: ОРГРЭС, 1995 г. – 109 с.
3. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). – 3-е изд., перераб. и доп. – СПб.: НПОЦКТИ, 1998. – 256 с.