Диссертация (1143428), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Траектории движения золовых частиц при их циркуляции вНТВ-топке показаны на рисунке 4.28.Мелкие частицы золы, сделав одиноборот в нижней вихревой зоне, выносятсяРисунок 4.26 – Зоны интенсивной в прямоточную часть факела и покидаютгенерации оксидов серытопку, а крупные частицы золы за времяв НТВ-топке котла БКЗ-220-9,8пребывания в НВЗ НТВ-топки успевают(ст. № 15) НГРЭСсделать от 2 до 7...10 оборотов.232ln(ln(1/Ro))100101010031 10ln(o)Рисунок 4.27 – Гранулометрический состав золы подмосковного бурого угляв двойных логарифмических координатахРисунок 4.28 – Траектории движениязоловых частиц в НТВ-топкекотла БКЗ-220-9,8 НГРЭСРисунок 4.29 – Расчетное полеконцентрации оксидов серыв НТВ-топке котла БКЗ-220-9,8 НГРЭС233Расчетное поле концентраций оксидов серы (с учетом их реагирования сСаО золы топлива) в НТВ-топке котла БКЗ-220-9,8 (ст.
№15) НГРЭС показано на рисунке 4.29. Реагирование SO2 с СаО золы топлива снижает концентрацию оксидов серы в уходящих газах котла на 35 % по сравнению с генерацией оксидов серы, полученной из баланса реакции (2.28), при условии ееполного сгорания.Таким образом, результаты расчетных исследований подтверждают[558, 559], что в случае реконструкции котла БКЗ-220-9,8 НовомосковскойГРЭС (ст. № 15) на низкотемпературный вихревой метод при сжигании подмосковных бурых углей следует ожидать снижения выбросов оксидов азота(на 25...30 %) и оксидов серы (на 30...40 %) по сравнению с традиционнымпылеугольным сжиганием.4.1.4 Результаты реконструкции котла Е-220-9,8 ст. № 15Новомосковской ГРЭС на низкотемпературный вихревой методРеконструкция котла Е-220-9,8 ст.
№ 15 Новомосковской ГРЭС осуществлена в 2003 году в период его капитального ремонта; пусконаладочныеработы проведены в два этапа: первый этап – в период с 28.12.03 г. по3.04.04 г., второй – в период с 19.02.2005 г. по 11.04.2005 г. Схема проводимых измерений показана на рисунке 4.30.Во время первого этапа испытания котла проводились на нагрузкахот 100 до 172 т/ч при работе на угле (их характеристики на рабочуюмассу:Wtr = 26,8…30,7 %,Аr = 36,4…39,4 %,Qir = 6,8…8,8 МДж/кг(1600…2100 ккал/кг)), газе (Qir = 35,6 МДж/ нм3 (8503 ккал/нм3)) и их смеси.Состав и теплота сгорания газа в течение всего времени испытаний оставались неизменными, а его расход на различных режимах колебался от 0 до8000 нм3/ч.
Расход угля варьировался в пределах 30…70 т/ч, а гранулометрический состав соответствовал расчетным значениям (рисунок 4.31) и изменялся в диапазоне R90 = 70…90 %; R1000 = 7…21 %. Второй этап пусконаладочных работ проводился при сжигании подмосковного угля с характеристикамиWtr = 22…30 %, Ar = 35…41 %, Qir = 6,79…7,12 МДж/кг (1620…1700 ккал/кг) иприродного газа с низшей удельной теплотой сгорания Qir = 33,58 МДж/нм3(8014 ккал/нм3).Основными результатами реконструкции, проверенными в период проведения пусконаладочных работ и режимно-наладочных испытаний, сталиследующие :234Рисунок 4.30 – Схема измерений на котельной установкеБКЗ-220-9,8 НТВ ст. № 15 Новомосковской ГРЭС:1 – отбор пробы сырого угля; 2 – отбор пыли; 3 – замер расхода воздуха; 4 – замер температурывоздуха; 5 – замер статического давления воздуха стационарным прибором; 6 – замер статическогодавления воздуха дифференциальным манометром или U-образной трубкой; 7 – замер давления(разряжения) дымовых газов; 8 – замер концентрации О2 встроенным газоанализатором; 9 – точкадля проведения полного газового анализа переносным газоанализатором КГА-8; 10 – замер температуры газов термопарой; 11 – измерение температуры газов оптическим пирометром “Проминь”;12 – замер давления воды (пара) стационарным манометром; 13 – замер температуры воды (пара);14 – замер расхода воды (пара); 15 – замер расхода продувочной воды; 16 – отбор проб шлака;17 – отбор проб золыРисунок 4.31 – Изменение гранулометрического состава топливаво время испытаний котла Е-220-9,8 ст.
№ 15 Новомосковской ГРЭС2351. Концентрации оксидов азота в уходящих газах (приведенные к нормальным условиям и = 1,4 (содержание кислорода 6 %)) при работе на углесоставили 200…250 мг/нм3, оксида углерода – не более 150 мг/нм3, что удовлетворяет нормативам. Степень связывания оксидов серы в котле за счет основных оксидов золы топлива достигает 40…45 %.2. Котел устойчиво, при отсутствии шлакования работает на подмосковном буром угле без подсветки факела в диапазоне нагрузокD = (0,57…1,0)Dн с обеспечением температуры перегрева в требуемых пределах (7855) K. Бесшлаковочная мощность котла увеличилась от 0,73Dн дономинальной.3. КПД (брутто) котла увеличился на 2…4 % до уровня ηк = 89…91 %(при значениях q4 = 1…1,5 % ниже нормативных).4.
Ступенчатое сжигание газа на котле с газоплотной топкой в сочетаниис горелками типа ГМПВ позволило обеспечить КПД-брутто котла η=94,23 %(примерно на 2,73 % выше, чем на котлах того же типа ст. №№ 13 и 14) и выбросы NOx 110...125 мг/нм3 (при выбросах NOx 480…550 мг/нм3 на котлах ст. №№ 13 и 14).Таким образом, внедрение низкотемпературного вихревого метода позволило обеспечить снижение выбросов вредных веществ в атмосферу приэффективном высокоэкономичном сжигании подмосковного бурого угля сполной ликвидацией шлакования и увеличением КПД работы.По результатам НТВ-сжигания подмосковного угля в котле ст. № 15 Новомосковской ГРЭС, ОАО “Тулэнерго” принято решение о переводе ещедвух котлов (ст. №№ 13 и 14) на новый метод.4.2 Модернизация котла БКЗ-85-1,3 МУП “Южная тепловаястанция” г.
Рубцовска с организацией НТВ-сжиганиякузнецких каменных углей4.2.1 Проблемы в эксплуатации котлов МУП “Южная тепловая станция”Котлы БКЗ-85-1,3, установленные на ТЭЦ МУП “Южная тепловая станция” г. Рубцовска, изготовлены Барнаульским котельным заводом в середине60-х годов. Пылеприготовительные системы котлов прямого вдувания (сушильный агент – горячий воздух) включают каждая по две молотковые тангенциальные мельницы ММТ 1500/2510/735К с центробежными сепараторами.236Расчетная тонина помола R90 = 20 %.
Подача топлива регулируется питателями сырого угля скребкового типа. Удаление твердого шлака из под котловосуществляется скребковыми цепями. Тягодутьевые машины котла составляют дутьевой вентилятор ВД-18 и дымосос Д182. Очистка дымовых газовот летучей золы осуществляется в двух батарейных циклонах типа БЦР200/468. Проектным топливом котлов БКЗ-85-13 приняты кузнецкие каменные угли марки ССР. В качестве растопочного и резервного топлива используют мазут марки М-100.В результате снижения качества топлива, а также физического износаоборудования показатели работы котлов к началу 2000-х годов резко ухудшились. Повышение влажности сжигаемого угля (таблица 4.9) привело к егочастому зависанию в бункерах, замазыванию и выходу из строя питателей и,как результат, неустойчивой подаче топлива в топку с повышением расходамазута (до 60 % по теплу).Таблица 4.9 – Изменение характеристик топлива за период 1998…2001 гг.Период1998/99 гг.1999/00 гг.2000/01 гг.Влажностьна рабочую массу,Wt r , %предельныезначения7,3…28,56,5…28,26,8…30,0средниезначения131517Зольностьна рабочую массуAr , %предельныезначения4,1…35,78,0…40,811,8…48,0средниезначения121520Удельная теплотасгорания (низшая)Qir , ккал/кгпредельныезначения4419…68773331…66823057…6283средниезначения590051004300Работа котла БКЗ-85-1,3 ст.
№ 1 отличалась повышенными пульсациямифакела, что привело к разрушению обмуровки и увеличению присосов в топку, нарушению воздушного баланса процесса горения, росту потерь с механическим недожогом и уходящими газами, а также увеличению затрат на тягу. При таких условиях работы нагрузка котла не превышала 65 % от номинальной при среднеэксплуатационном КПД (брутто) не более 70 %.4.2.2 Модернизация котла БКЗ-85-1,3 ст. № 1на низкотемпературный вихревой метод.Основные проектные решенияТехническим заданием на модернизацию котла БКЗ-85-1,3 ст. № 1 МУП“Южная тепловая станция” г. Рубцовска на НТВ-метод предусматривалосьповышение паровой нагрузки (до Dн = 100 т/ч) при работе на кузнецком ка-237менном угле (в том числе ухудшенного качества) без подсветки резервнымтопливом с размещением устанавливаемого оборудования в габаритах существующей котельной ячейки при обязательном выполнении требований природоохранных документов по защите окружающей среды от вредных выбросов оксидов азота и оксидов серы.а)б)Рисунок 4.32 – Общий вид котла БКЗ-85-1,3 с НТВ-топкой:а – продольный разрез; б – поперечный разрезОсновные проектные решения, реализованные при модернизации, состояли в следующем.
Низкотемпературная вихревая топочная камера (рисунок 4.32) призматической формы представляет собой газоплотную блочнуюконструкцию, выполненную из цельносварных мембранных панелейзаводского изготовления (трубы Ø 604 мм (сталь 20) с шагом S = 100 мм).Размеры в плане (по осям экранных труб) сохранены: ширина и глубина топки равны соответственно 6030 и 5800 мм. В нижней части топки фронтовой и238задний экраны образуют скаты «холодной» воронки, которые перекрываютдруг друга в плане (по осям экранных труб).
В нижней части «холодной» воронки трубами фронтового и заднего экрана сформировано устье для выходашлака. В средней части топки панели фронтовой стены образуют фронтовойаэродинамический выступ, предназначенный для формирования вихревойзоны топки. В верхней части топки панели заднего экрана образуют заднийаэродинамический выступ, предназначенный для улучшения аэродинамикигазового потока на выходе. Панели фронтового экрана образуют наклонныйпотолок топочной камеры. Для тепловой изоляции экранов топочной камерыприменена облегченная теплоизоляция из базальтовых матов.Пылеугольные горелки котла щелевого типа (мощность 26 МВт) в количестве 3-х штук установлены на нижней образующей фронтового аэродинамического выступа.Растопочные устройства котла (мазутные горелки) мощностью 8 МВт в количестве 3-х штук установлены на вертикальном участке фронтового экрана,расположенном между скатом холодной воронки и аэродинамическим выступом.Система нижнего дутья размещена в устье «холодной» воронки под задним экраном по всей ширине топки котла.Таблица 4.10 – Характеристики котла БКЗ-85-1,3 после модернизацииПараметрПаропроизводительностьТемпература перегретого параДавление перегретого параТемпература питательной водыРасчетный КПД (брутто)Полный расход топлива,Теплонапряжение топочного объемаТеплонапряжение сечения топкиТемпература газов на выходе из топкиТемпература уходящих газовТемпература воздуха на входев воздухоподогревательТемпература горячего воздухаКоэффициент избытка воздухана выходе из топкиМассовая концентрация в дымовых газах(при нормальных условиях и =1,4):NOxSOxРазмерностьт/чСМПаС%т/чМВт/м3МВт/м2ССКаменныйуголь1002801,410489,6512,050,1362,86980115МазутС3030С3073131,21,05мг/м3мг/м347012001002801,410493,66,860,1342,821017119239Верхний ярус третичного дутья смонтирован на нижней образующейаэродинамического выступа заднего экрана топки.
Нижний ярус третичногодутья смонтирован на заднем экране топки.Молотковые мельницы ММТ 1500/2510/735К и сепараторы сохранены безизменений. Проектные технические характеристики котла после модернизацииприведены в таблице 4.10. Основные узлы для модернизации котла БКЗ-85-1,3ст. № 1 МУП “Южная тепловая станция” на метод НТВ-сжигания изготовлены ипоставлены Барнаульским котельным заводом (ПК “Сибэнергомаш”).Обязательным условием модернизации было выполнение современныхтребований к уровню выбросов в атмосферу газовых загрязнителей (оксидовазота и серы), что вызвало необходимость проведения расчетных исследований генерации оксидов азота и серы НТВ-топкой модернизированного котлаБКЗ-85-1,3 для прогнозирования их выбросов в окружающую среду.4.2.3 Расчетные исследования процесса горения в НТВ-топкекотла БКЗ-85-1,3 ст.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
