Диссертация (1143428), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Повышенные выбросы вредных веществ: оксидов азота (ввиду высокой температуры факела) и оксидов серы (из-за повышенного содержаниясеры ( 2 %) в подмосковном угле).2. Шлакование топочных поверхностей нагрева и ограничение максимальной нагрузки котлов (D 160 т/ч) по условиям шлакования.3. Необходимость подсветки факела мазутом (расход мазута составляетв среднем 1,5 т/ч), что способствует интенсификации шлакования топки и неприводит к увеличению паропроизводительности.2.
Ухудшение качества топлива (Wtr > 32 %) вызывает ограничение нагрузки по условиям его подачи.4. Повышенное содержание в топливе трудно размалываемых включений колчедана приводит к быстрому износу бил мельниц, замена которыхтребуется через 900…1000 часов работы.5. Эксплуатационный КПД-брутто котлов находится на уровне86…88 %, что ниже проектных значений.Таким образом, работа котлов на подмосковном угле при существовавшей технологии подготовки и сжигания топлива характеризуется высокимивыбросами оксидов азота и серы, пониженными паропроизводительностью,экономичностью, надежностью, и повышенными эксплуатационными затратами. Эти обстоятельства предопределили необходимость реконструкциикотлов с целью улучшения их эксплуатационных показателей.
В 2003 годув рамках Программы технического перевооружения и реконструкции электростанций ОАО “Тулэнерго”, поддержанной РАО “ЕЭС России”, былопринято решение о переводе котла БКЗ-220-9,8 (ст. № 15) НовомосковскойГРЭС на низкотемпературный вихревой метод.
Целью реконструкции котла216БКЗ-220-9,8 было обеспечение устойчивой работы на подмосковном буромугле без подсветки факела резервным топливом во всем рабочем диапазоненагрузок, ликвидация шлакования, обеспечение высоких техникоэкономических показателей работы. Одним из основных условий было снижение выбросов вредных веществ (оксидов азота и серы), в том числе оксидов азота при работе котла на природном газе.Организация НТВ-процесса в котле БКЗ-220-9,8 (ст.
№ 15) НГРЭС осуществлена путем реконструкции топочной камеры и горелок (с целью создания вихревой аэродинамики, позволяющей обеспечить сжигание груборазмолотого топлива при его многократной циркуляции) и реконструкции пылеприготовительной установки (для угрубления помола). Также на котле ст.№ 15 реализованы мероприятия, позволившие ликвидировать зависание топлива в бункерах и обеспечить его бесперебойный транспорт к мельницам.При реконструкции топкикотла, учитывая плохое состояниестарых экранов и необходимостьобеспечения газоплотности топки,руководствомНовомосковскойГРЭС и ОАО “Тулэнерго” былопринято решение о полной заменеэкранов на современные газоплотные панели.
На фронтовойстене топочной камеры выполненаэродинамический выступ (рисунок 4.2). Скат заднего экрана перекрывает устье холодной воронки в плане (по осям труб фронтового и заднего экранов). В аэродинамическом выступе размещены восемь щелевых прямоточныхгорелок.На вертикальном участкефронтового экрана, расположенном между скатом холодной воРисунок 4.2 – Котел БКЗ-220-9,8 (ст. № 15) ронки и аэродинамическим выстуНовомосковской ГРЭС (общий вид)пом, установлены 4 растопочныхпосле реконструкции217газомазутных устройства (характеристики приведены в таблице 4.7) пылеугольных горелок.
На задней стене топочной камеры размещены два яруса сопла третичного дутья. В устье холодной воронки размещена система нижнего дутья.Таблица 4.7 – Характеристики растопочных горелок ГМПВ-13ХарактеристикаВеличинаВид топливаНизшая теплота сгорания,Удельный вес, кг/м3Тепловая мощность, МВтДавление перед горелкой, кг/см2Аэродинамическое сопротивлениегорелки, кг/см2Номинальный коэффициентизбытка воздухаприродныйили попутный газ35,6 МДж/м30,70130,2мазут М40-М10038,4 МДж/кг10151320не менее 53…51,051,1Таблица 4.8 – Теплотехнические характеристики подмосковного угля,принятые для расчетовРасчетные вариантыНаименованиеЭлементарный составтоплива на рабочую массу:ВлагаЗолаСера(пиритная + органическая)ОбозначениеРазмерностьWtrAr%%Sr%rосновной28,934,61,9(1,1+0,8)23,32,00,48,91001997836148,7ухудшенныйулучшенный(шахта(шахтаБельковская) Подмосковная)27,041,931,021,42,03,020,91,60,46,21001787748257,431,92,40,79,610027971171031,0УглеродВодородАзотКислородВСЕГОНизшая теплота сгоранияCHrNrOrЗольность на сухую массуПриведенные характеристики:влажностьзольностьсераТеоретически необходимоеколичество воздухаОбъемы продуктов сгорания(при =1), в том числе:трехатомных газовазотаводяных паровВыход летучих на сухоебеззольное состояниеКоэффициентразмолоспособностиAd%%%%%ккал/кгкДж/кг%WrпрArпрSrпр%кг/МДж%кг/МДж%кг/МДж3,464,140,2273,615,600,2672,651,830,256V0м3/кг2,372,143,27Vг0м3/кг2,942,643,9VRO2VN2VH2 Oм3/кгм3/кгм3/кг0,451,880,620,41,690,550,622,60,71Vdaf%55Kло–1,8Qir218Анализ состава топлива, поступающего на станцию, показал, что характеристики угля в зависимости от его месторождения меняются в достаточношироких пределах, и это влечет за собой необходимость рассмотрения нескольких вариантов по топливу.
Тепловой расчет котла Е-220-9,8-510-НТВНГРЭС при работе на подмосковном угле выполнен для трех вариантов состава топлива (таблица 4.8).Анализ результатов тепловых расчетов, выполненных с учетом рекомендаций [551...555] позволил сделать следующие выводы:1. Для всех вариантов по топливу котел имеет высокий (для такого типауглей) КПД на уровне 89,58…90,84 % (рисунок 4.3, а).2. Пылесистемы обеспечивают номинальную нагрузку котлоагрегатапри любой теплоте сгорания топлива: при расчетном и улучшенном вариантах – тремя мельницами, при ухудшенном – четырьмя.а)б)в)г)Рисунок 4.3 – Расчетные показатели котла БКЗ-220-9,8 (ст. № 15)Новомосковской ГРЭС (в зависимости от нагрузки):а – КПД, %; б – температура уходящих газов, K;в – потери с уходящими газами q2, %; г – температура Тт на выходе из топки, K2193. Снижение температуры уходящих газов с ростом качества топлива(рисунок 4.3, б) уменьшает потери q2 (рисунок 4.3, в).4.
Температура на выходе из топки в зависимости от нагрузки меняетсяв диапазоне 1060…1275 K; при разной теплоте сгорания топлива ее колебания незначительны и составляют 12…25 K (рисунок 4.3, г).4.1.3 Моделирование топочного процесса в низкотемпературнойвихревой топке котла БКЗ-220-9,8 ст. № 15 Новомосковской ГРЭС.Результаты расчетного анализа генерации оксидов азота и серыМодель процесса горения подмосковного бурого угля в НТВ-топке котла БКЗ-220-9,8 ст. № 15 Новомосковской ГРЭС (рисунок 4.4) построена с использованием положений, изложенных в главе 3.Рисунок 4.4 Модель котла БКЗ-220-9,8 (ст. № 15) Новомосковской ГРЭСс низкотемпературной вихревой топкой220Иная конструкция НТВ-топочной камеры барабанного котла БКЗ-2209,8 НГРЭС [556, 557] в сравнении с НТВ-топкой прямоточного котла ПК-24ИТЭЦ-10 (использование аэродинамических выступов вместо аэродинамических козырьков, связанное с необходимостью обеспечения естественнойциркуляции во фронтовом и заднем экранах), а также замена плоских горелок на ромбообразные, повлекла за собой необходимость некоторого уточнения разработанной модели аэродинамической картины течения газовых потоков.Рисунок 4.5 Разворот горелочной струив НТВ-топке котла БКЗ-220-9,8(ст.
№ 15) Новомосковской ГРЭСРисунок 4.6 Аэродинамическая модельтопки котла БКЗ-220-9,8 (ст. № 15)Новомосковской ГРЭСДинамика развития горелочных струй котла БКЗ-220-9,8 НГРЭ (системакруглых струй в сносящем потоке, рисунок 4.5) рассчитывается путем решения системы параметрических уравнений вида x R() r () cos cos ; y R() r () cos sin ; z r () sin ,(4.1)221где х, y, z координаты точек поверхности струи; угол поворота струи(для котла БКЗ-220-9,8 (ст.
№ 15) НГРЭС 0 0,8;); полярный уголграниц струи (для круглых струй 0 2).Переменный (в зависимости от глубины проникновения) радиус осиструи – траектория оси струи описывается зависимостьюR() = ke/2(4.2),где k = f(l) коэффициент, характеризующий глубину проникновения системы круглых струй, находится из выражения, рекомендуемого в [220, 222] дляструй круглого сечения:Wl Ks 0d0Wп 0 (273 / T 0 )sin , п (273 / Tп )(4.3)где KS = f(S/d0).Траектория системы круглых струй в поперечном потоке рассчитывается по зависимости Ю.В.
Иванова1,33 c (273 / Tc )Wc2 ax axay 195 ctg ,2 d0(273/T)W 000 d0 d0(4.4)где d0 – начальный диаметр струи (диаметр горелки); величины а, 0, с, W0,Wc, х, – аналогичные тем, что в выражении (3.2). Уравнение (4.4) справедливо при 45 135 и при 0,00145 cW2c / 0W20 0,08.Местоположение множества точек r(), описывающих границы струи в произвольном сечении (перпендикулярном к оси струи), находится из выраженияr() = de/2,(4.5)где d = f(x) – изменение диаметра струи в зависимости от ее длины.Анализ результатов расчета динамики развития системы горелочныхструй показал, что после разворота горелочные струи практически полностью сливаются, что дает возможность прямоточную (S-образную) часть факела рассматривать как единый восходящий поток (рисунок 4.6).Разбиение топки на ряд характерных зон (рисунок 4.7) струю нижнего дутья,круглые горелочные струи, нижнюю вихревую зону, прямоточную часть факела 2222317.2511.55.750510Рисунок 4.7 Характерные зоны теченийгазовых потоков в НТВ-топке котлаБКЗ-220-9,8 (ст.
№ 15) НГРЭС231.5Рисунок 4.8 Векторы скоростив НТВ-топке котлаБКЗ-220-9,8 (ст. № 15) НГРЭС235.520.720.718.418.416.116.113.813.811.511.59.29.26.96.99.55.54.64.62.32.302.24.46.6a)8.81102.24.46.68.811б)Рисунок 4.9 – Проекции векторов скоростей газовых потоков в НТВ-топкекотла БКЗ-220-9,8 (ст.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
