Рекомендации (технические предложения) по повышению паропроизводительности барабанных котлов различных типов удк 621. 311 icon

Рекомендации (технические предложения) по повышению паропроизводительности барабанных котлов различных типов удк 621. 311


2 чел. помогло.
Смотрите также:
Удк 621. 311. 25(06) Физико-технические проблемы ядерной энергетики...
Удк 621. 311. 153. 001. 24...
Удк 621. 311. 153. 001. 24...
Методические указания по комплексонной обработке воды барабанных котлов давлением 40-100 кгс/см...
Удк 621. 398: 621. 317: 519...
Переходные процессы в электрических системах часть II методические указания по курсовой работе...
Переходные процессы в электрических системах часть II методические указания по курсовой работе...
Методические рекомендации федеральным учреждениям профессионального образования различных типов...
Правила устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов с давлением пара не более 0...
К  Кадастр в экологии человека...
Удк 20. 23 Н. А. Банушкина...
«Подготовка (инструктаж) по осуществлению деятельности по установке, проверке...



Загрузка...
скачать
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

"ФИРМА ПО НАЛАДКЕ, СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И СЕТЕЙ ОРГРЭС"


РЕКОМЕНДАЦИИ

(ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ)

ПО ПОВЫШЕНИЮ ПАРОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ БАРАБАННЫХ КОТЛОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ


УДК 621.311


Составлено Открытым акционерным обществом "Фирма по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей ОРГРЭС"


Исполнитель канд. техн. наук A.M. ФЕДОРОВ


2000г.


ВВЕДЕНИЕ


На ряде ТЭС иногда возникает необходимость работы котлов с нагрузками выше номинальных. В то же время многие паровые котлы среднего и высокого давления имеют технические возможности (запас по тяге, небольшие теплонапряжения топочного объема и т.д.) по увеличению паровой нагрузки выше номинальной. Иногда единственными моментами, ограничивающими паровые нагрузки, являются качество пара и обеспечение надежной циркуляции. Кроме того паровые котлы старых выпусков (1940—1960 гг.) имеют сепарационные устройства, которые морально и физически устарели. Все это открывает возможности форсировки номинальных паровых нагрузок котлов за счет применения более совершенных сепарационных устройств (допускающих более высокие удельные паровые нагрузки) с обеспечением при этом надежной циркуляции. Работы, связанные с форсировкой паровых нагрузок, должны проводиться только на оборудовании, у которого не превышен парковый ресурс.

У многих паровых котлов циркуляционные контуры и сепарационные устройства (СУ) запроектированы с некоторым запасом по паровым нагрузкам. Это открывает возможности за счет предварительной квалифицированной наладки СУ и приведения данных устройств к проектному исполнению увеличить паровую нагрузку таких котлов на 10—15% выше номинальной. Работа в обязательном порядке должна завершиться испытаниями котла.

Работы, связанные с увеличением паропроизводительности котлов выше номинальной (более чем на 10—15%), должны состоять, как правило, из следующих основных этапов:

тепловой расчет котла;

расчетный анализ внутрикотловой сепарационной схемы котла;

расчет циркуляционной надежности контуров котла;

расчет температуры стенки труб пароперегревателя;

разработка проекта реконструкции котла;

наладка внутрикотловых устройств и испытания котла.

В зависимости от целей и задач работы часть этапов может не производиться или производиться в уменьшенном объеме.


^ 1. ОСНОВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ВНУТРИКОТЛОВЫМ УСТРОЙСТВАМ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ФОРСИРОВКУ ПАРОВЫХ НАГРУЗОК КОТЛОВ СРЕДНЕГО ДАВЛЕНИЯ


1.1. Установка улиточных внутрибарабанных циклонов вместо тангенциальных


Как правило, у котлов среднего давления в барабане котла в качестве первичных СУ устанавливаются внутрибарабанные циклоны. Котельные заводы устанавливают циклоны с тангенциальным вводом пароводяной смеси. Акционерным обществом "Фирма ОРГРЭС" были разработаны и испытаны улиточные циклоны с "колпаком" над корпусом циклона, которые имеют допустимые паровые нагрузки на 25% выше, чем у тангенциальных. За счет только замены тангенциальных циклонов на улиточные конструкции ОРГРЭС допустимые паровые нагрузки котлов можно в среднем увеличить приблизительно на 25%.


^ 1.2. Установка глухих отбойных козырьков над внутрибарабанными циклонами вместо жалюзи


Котельные заводы при проектировании циклонов часто практиковали установку над циклонами жалюзи (котлы БКЗ-75-39, ГМ-50-1 и др.). Применение жалюзи приводит к вероятности "прострела" парового объема каплями влаги и попадания большого количества влаги непосредственно в зону отвода пара из барабана. Особенно ухудшается работа циклонов при зашламлении или короблении части жалюзи. АО "Фирма ОРГРЭС" при проектировании циклонов применяет вместо жалюзи глухие отбойные козырьки и перфорированные диски, которые исключают "прострел" парового объема. Кроме того, пароводяная смесь из циклона сначала поворачивает к зеркалу испарения, а затем, только еще раз повернув, направляется в зону отвода пара из барабана. Эти два дополнительных поворота приводят к сепарации из пара значительного количества капель влаги, вынесенных из циклона.


^ 1.3. Установка в водяном объеме внутрибарабанных циклонов крестовин вместо лопастных вставок


Внутрибарабанные циклоны, как правило, проектируются с установкой в водяном объеме лопастных вставок. Применение лопастных вставок при определенных условиях (лопастные вставки могут нормально работать только при кратностях циркуляции через циклон не более 5-8) приводит к переполнению циклонов и, как следствие, к резкому ухудшению качества пара циклонов и котла. Вместо лопастных вставок АО "Фирма ОРГРЭС" применяет простые по конструкции крестовины, что, как правило, всегда приводит к улучшению качества пара котлов.


^ 1.4. Демонтаж жалюзийных сепараторов пара


В сепарационных схемах котлов среднего давления котельными заводами практикуется применение жалюзийных сепараторов пара перед дырчатыми потолочными листами (котлы БКЗ-75-39, ГМ-50-1 и др.). Основные недостатки при установке жалюзи:

1. Применение жалюзи приводит к уменьшению высоты парового сепарационного объема приблизительно на 30—100 мм. Увеличение высоты парового объема за счет демонтажа жалюзи (работа гравитационной сепарации) иногда перекрывает выигрыш от применения жалюзи (работа инерционной сепарации).

2. В течение продолжительного времени эксплуатации котла жалюзи зашламляются и корродируются, что приводит к увеличению скоростей пара между пластинами, ухудшению их работы за счет дополнительного срыва стекающих капель, пленок с волн жалюзи.

3. Применение жалюзи в сепарационной схеме приводит при работе котла с резко переменными нагрузками или посадками давления к вероятности возникновения мощного броска влаги из барабана.

Все приведенные выше недостатки в работе жалюзи послужили причиной отказа АО "Фирма ОРГРЭС" от применения жалюзи в сепарационных схемах котлов или их демонтажа на действующих котлах.


^ 1.5. Снижение солесодержания котловой воды


При повышении солесодержания котловой воды (KB) практически у всех СУ происходит понижение допустимых (по качеству пара) паровых нагрузок. В связи с этим при снижении солесодержания KB допустимые паровые нагрузки котла можно повысить. Так как весь пар котла, как правило, отводится из чистого отсека, то снижение солесодержания в этом отсеке приводит к улучшению качества пара котла и возможности форсировки паровых нагрузок. Основные способы снижения солесодержания KB:

ликвидация перебросов (перетоков) KB из солевого отсека в чистый;

применение ступенчатого испарения KB с размещением солевого отсека в выносных циклонах, при высоком солесодержании питательной воды — ПВ (Sпв > 200 — 250 мг/кг) применение трехступенчатой схемы испарения KB;

снижение солесодержания ПВ (применение обессоливания, увеличение возврата конденсата и т.д.).


^ 1.6. Варианты реконструкции котлов


Котел ЦКТИ-75-39 (Dк = 75 т/ч) - рис. 1. В результате реконструкции этих котлов номинальная паровая нагрузка была увеличена до 100 т/ч (133% Dн). Реконструкция котла в основном заключалась в применении внутрибарабанных циклонов ОРГРЭС (с улиткой) вместо заводских циклонов (тангенциальных), имеющих более низкие удельные паровые нагрузки, а также в установке двух выносных циклонов диаметром 377x16 мм.





Рис. 1. Сепарационная схема котла ЦКТИ-75-39:

1 - распределитель питательной воды; 2 - короб приема пароводяной смеси;

3 - внутрибарабанный циклон (улиточный); 4 - колпак; 5 - дырчатый пароприемный потолок; 6 - поддон; ПВС - пароводяная смесь


Котел БКЗ-50-39 (Dк = 50 т/ч). В результате реконструкции этих котлов номинальная нагрузка была увеличена до 75 т/ч (150% Dн) за счет применения более совершенных внутрибарабанных циклонов АО "Фирма ОРГРЭС" (с улиткой) как в 1-й, так и во 2-й ступенях испарения, а также дополнительной установки четырех циклонов диаметром 426x20 мм (третья ступень испарения).

Котел БКЗ-75-39 (Dк = 75 т/ч). В результате реконструкции этих котлов номинальная нагрузка была увеличена до 90 т/ч (120% Dн) за счет установки в барабане циклонов АО "Фирма ОРГРЭС" (с улиткой) и перевода схемы ступенчатого испарения с двух- на трехступенчатую,


^ 2. ОСНОВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ВНУТРИКОТЛОВЫМ УСТРОЙСТВАМ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ФОРСИРОВКУ ПАРОВЫХ НАГРУЗОК КОТЛОВ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ


2.1. Демонтаж жалюзийных сепараторов на выходе пара из барабана


Все котельные заводы вплоть до середины 80-х годов изготавливали котлы высокого давления, в сепарационных схемах которых применялись жалюзийные сепараторы пара. Основные недостатки от установки жалюзи подробно описаны в разд. 1.

Акционерное общество "Фирма ОРГРЭС", начав удалять жалюзи сначала на котлах с диаметром барабана 1300 мм и получив положительный эффект, в дальнейшем распространило этот опыт и на котлы с диаметром барабана 1500—1800 мм. Поэтому в течение приблизительно 30 лет жалюзи как элемент в сепарационной схеме котлов ОРГРЭС не применяет.


^ 2.2. Замена 100%-ного подвода питательной воды на промывочное устройство на 50%-ный


Для обеспечения эффективной промывки пара от кремнекислоты по данным промышленных и стендовых испытаний достаточен 50%-ный подвод ПВ на промывочное устройство. Остальная часть воды должна сбрасываться в водяной объем барабана в зазоры между сливными коробами (100%-ная подача воды целесообразна только для котлов, имеющих значительный недогрев ПВ до насыщения после экономайзера). Подвод 50% ПВ на промывочное устройство, а не 100% обеспечивает меньшее набухание двухфазного слоя на промывочном устройстве и, как следствие, меньший вынос капель влаги из барабана.

Был выполнен расчет набухания слоя ПВ на барботажно-промывочном устройстве котла БКЗ-210-140 ( = 1600 мм) — рис. 2 для двух случаев: при 100%-ной и 50%-ной подаче питательной воды. Расчет показал, что при 100%-ной подаче ПВ набухание промывочного слоя составляет 220 мм, в то время как при 50%-ной подаче набухание — 130 мм. Из-за набухания снижается высота свободного пространства от двухфазного слоя над паропромывочным устройством, которая при 100%-ной подаче составляет всего 17 мм (практически все пространство между листом и жалюзи заполнено двухфазным слоем), в то время как при 50%-ной подаче она составляет 107 мм. В первом случае практически нет свободной паровой высоты для гравитационной сепарации капель и брызг, выбрасываемых из промывочного устройства. Очевидно, что котлы с 50%-ной подачей ПВ будут выдавать пар лучшего качества, чем котлы, имеющие 100%-ную подачу ПВ на промывку. При удалении жалюзи из сепарационной схемы котла высота свободного парового пространства при 100%-ной подаче ПВ увеличится до 158 мм, а при 50%-ной — до 271 мм. Вот основная причина, по которой при демонтаже жалюзи качество пара котлов улучшается.





Рис. 2. Сепарационная схема котла БКЗ-210-140:

1 - питательный короб; 2 - паропромывочное устройство, 3 - приемный короб пароводяной смеси; 4 - внутрибарабанный циклон; 5 - поддон; 6 - жалюзийная крышка циклона;

7 - жалюзийный сепаратор; 8 - дырчатый пароприемный потолок; 9 - аварийный слив


В еще более худшем положении находятся котлы, имеющие барабаны с = 1300 мм (ПК-10, ПК-14, ТП-170, ТП-230 и др.). При установке в сепарационной схеме этих котлов жалюзи расстояние между промывочным листом и жалюзи составляет всего 225—235 мм. Расчеты, выполненные для этих котлов при 100%-ной подаче питательной воды, показывают, что высота свободного пространства у этих котлов равна или близка к нулю. Поэтому демонтаж жалюзи и 50%-ная подача ПВ существенно улучшают качество пара и у этих котлов, что позволяет увеличить их паропроизводительность.


^ 2.3. Замена корытчатых барботажно-промывочных устройств на плоские дырчатые листы


На многих котлах высокого давления старых выпусков (ТП-170, ПК-20, ПК-14, БКЗ-210-140, ТГМ-96 и т.д.) были установлены корытчатые барботажные устройства, которые имеют следующие недостатки:

в связи с тем, что проход пара через промывочный лист осуществляется не равномерно по всей его длине (как это происходит в дырчатых промывочных листах), а концентрированно, через щели, скорость в которых приблизительно в 10 раз выше, чем в паровом объеме до промывки, то из-за неравномерной эпюры поля скоростей пара возможен дополнительный вынос влаги на промывочный лист, что снижает эффект промывки;

данное паропромывочное устройство, имеющее высоту около 70 мм, приблизительно на 50—60 мм снижает паровую высоту по сравнению с плоским листом;

поле скоростей за промывочным устройством получается неравномерным, так как пар поступает в паровой объем не через все сечение промывочного листа, а только примерно через две трети полного сечения листа (из-за выступающих буртиков). Это приводит к дополнительному выносу влаги из промывочного устройства;

в процессе эксплуатации корытчатое барботажное устройство зашламляется значительно интенсивнее, чем плоский барботажный лист.


^ 2.4. Наладка работы выносных циклонов


Выносные циклоны применяются практически на всех котлах в качестве сепараторов солевых отсеков. Из всех сепарационных устройств, применяемых в отечественном котлостроении, они лучше всего приспособлены для работы на воде повышенного и даже закритического (по вспениваемости) солесодержания. Однако выносные циклоны могут выдавать качественный пар при соблюдении следующих условий.

Паровые нагрузки циклонов не должны превышать допустимых. Для стандартного циклона d = 426 мм допустимые нагрузки будут составлять для котлов с Рб = 115 кгс/см2 — 12 т/ч, а для котлов с Рб = 155 кгс/см2 — 16 т/ч.

Уровень воды в корпусе циклона должен быть как минимум на 500 мм ниже штуцеров подвода пароводяной смеси в циклон.

Все внутренние устройства циклонов (внутренняя улитка, дырчатый потолок, крестовина и т.д.) должны соответствовать техническим требованиям на изготовление циклонов.

При невыполнении этих условий циклоны, как правило, начинают выдавать пар повышенной влажности, что приводит иногда к ухудшению качества пара котла.

При форсировке паровых котлов необходимо оценить (расчетом или экспериментально) паропроизводительности экранов, замкнутых на выносные циклоны. В процессе работы котлов их условия эксплуатации могут существенно отличаться от проектных (другой вид топлива, другие газогорелочные устройства, реконструкция топочных панелей, замкнутых на выносные циклоны и т.д.), в связи с чем паропроизводительности контуров, замкнутых на циклоны, могут отличаться от проектных. При работе котла с паропроизводительностью выше номинальной необходимо, чтобы паровая нагрузка циклонов не превышала допустимую. При невыполнении этого условия необходимо либо увеличить диаметры циклонов, либо установить дополнительные корпусы циклонов.


^ 2.5. Варианты реконструкции некоторых типов паровых котлов


Котел ТП-170 (Dк = 170 т/ч, Рб = ПО кгс/см2, tпп = 510 °С). В результате реконструкции паровая нагрузка котла была увеличена до 200 т/ч (118% Dн). Реконструкция сепарационной схемы (рис. 3) котла заключалась в основном в установке нового паропромывочного устройства, нового дырчатого пароприемного потолка, подаче на паропромывочное устройство только 50% ПВ (была 100%-ная подача ПВ), демонтаже жалюзийного сепаратора пара, установке в торцах барабана новых малообъемных солевых отсеков, исключающих переброс котловой воды в чистый отсек.

^ Котел ПК-20 (Dк = 120 т/ч, Рб = 110 кгс/см2, tпп = 540 °C). В результате реконструкции паровая нагрузка котла была увеличена до 150 т/ч (125% Dн). Реконструкция сепарационной схемы котла заключалась в основном в демонтаже жалюзийных сепараторов пара, замене корытчатого паропромывочного устройства новым плоским промывочным листом, установке в чистом отсеке внутрибарабанных циклонов вместо пластинчатых сепараторов пара, подаче 50% ПВ на промывочное устройство (вместо 100%), замене старого пароприемного потолка новым.

^ Котел ПК-14 (Dк = 220 т/ч, Рб = 110 кгс/см2, tпп = 540 °C). В результате реконструкции паровая нагрузка котла была увеличена до 240 т/ч (109% Dн). Реконструкция сепарационной схемы котла заключалась в основном в замене корытчатого паропромывочного устройства новым плоским промывочным листом, подаче 50% воды на промывочное устройство (было 100%), демонтаже жалюзийного сепаратора пара, замене старого пароприемного листа новым.





Рис. 3. Сепарационная схема котла ТП-170


^ Котел БКЗ-160-100 (Dк = 160 т/ч, Рб = 115 кгс/см2, tпп = 540 °С). В результате реконструкции паровая нагрузка котла была увеличена до 200 т/ч (125% Dн). Реконструкция заключалась в основном в замене корытчатого паропромывочного устройства новым плоским промывочным листом, подаче 50% воды на промывку (было 100%), демонтаже жалюзи.

^ Котел БКЗ-210-140 (Dк = 210 т/ч, Рб = 160 кгс/см2, tпп = 560 °С). В результате реконструкции паровая нагрузка котла была увеличена до 230—240 т/ч (114% Dн). Реконструкция сепарационной схемы котла заключалась в основном в замене корытчатого паропромывочного устройства новым плоским промывочным листом, подаче 50% воды на промывочное устройство (было 100%), демонтаже жалюзийного сепаратора.

^ Котел БКЗ-420-140 НГМ-4 (Dк = 420 т/ч, Рб = 160 кгс/см2, tпп = 560 °С). В результате реконструкции паровая нагрузка котла была увеличена до 450 т/ч (107% Dн).

Следует отметить, что после проведения реконструкции сепарационных устройств вышеназванных котлов были выполнены испытания, которые подтвердили надежную работу котлов при повышенных паровых нагрузках и с отпуском пара, соответствующего нормам ПТЭ.


^ 3. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ЦИРКУЛЯЦИИ ПРИ ФОРСИРОВКЕ НАГРУЗОК ПАРОВЫХ КОТЛОВ


3.1. При увеличении паровых нагрузок котлов выше номинальных (более чем на 10-15%) необходимо выполнить анализ надежности естественной циркуляции во всех контурах котла, в некоторых случаях гидравлический расчет отдельных контуров, а иногда и реконструкцию циркуляционных контуров. Согласно "Норм гидравлического расчета котлов" (М.: Энергия, 1973) для обеспечения надежной циркуляции в контурах необходимо принимать площадь сечения (в процентах от сечения экранных труб):

опускных труб:

— для котлов давлением более 140 кгс/см2 (14,0 МПа) — 40-50%;

— для котлов давлением 40—110 кгс/см2 (4,0—11,0 МПа) — 30-40%;

— для котлов давлением 10 — 40 кгс/см2 (1,0—4,0 МПа) — 20-30%;

отводящих труб — 30 — 60%.

При соблюдении этих условий, как правило, циркуляция будет надежной и при форсировке паровых нагрузок котлов выше номинальных.

3.2. Циркуляционные контуры, применяемые в барабанных котлах, по условиям циркуляции (условно) можно разделить на три типа.

^ Контуры, не имеющие верхних собирающих коллекторов

Данные контуры имеют простую конструкцию, состоящую из опускной системы, нижних коллекторов и экранных труб, которые в верхней своей части замыкаются на барабан. При площади сечения опускных труб не менее 25 — 50% сечения экранов, такие контуры надежно работают при любых условиях, в том числе и при увеличении паровых нагрузок выше номинальных. (Опыт АО "Фирма ОРГРЭС", НПО ЦКТИ и ВТИ).

^ Контуры, имеющие верхние собирающие коллекторы и отводящую систему

Данные контуры в отличие от контуров, рассмотренных выше, имеют несколько большие гидравлические сопротивления за счет применения верхних собирающих коллекторов (небольшого сечения) и отводящих труб сечением, как правило, 30 — 60% сечения экрана. При сечении опускной системы не менее 40 — 50% циркуляция воды в таких контурах, как правило, остается надежной и при форсировке паровых нагрузок выше номинальной.

^ Контуры, имеющие верхние собирающие коллекторы и отводящую систему, замкнутую на выносные циклоны

Данные контуры имеют наиболее сложные условия циркуляции, так как на условия циркуляции в контуре влияет, кроме всего прочего, и гидравлика выносных циклонов. По сравнению с контурами, рассмотренными выше, данные контуры имеют еще ряд дополнительных сопротивлений, а именно:

сопротивление входа в циклон (улитка). (Это самое большое сопротивление в контуре, так как вход в циклон имеет, как правило, сечение не более 10 — 20% сечения экрана);

потеря давления на подъем пароводяной смеси выше уровня воды в циклоне;

снижение высоты циркуляционного контура за счет некоторой посадки уровня воды в циклоне.

Поэтому в контурах, замкнутых на выносные циклоны, полезные напоры контуров, а значит и скорости циркуляции будут, как правило, ниже, чем в контурах, не замкнутых на циклоны. При форсировке котлов с такими контурами необходимы расчет циркуляции с проверкой надежности (отсутствие застоя и опрокидывания циркуляции) и в большинстве случаев реконструкция такого контура.

3.3. В качестве примера рассмотрим форсировку котла ЦКТИ-75-39, у которого паровая нагрузка была увеличена с 75 до 100 т/ч.

У данного котла (за исключением задних панелей боковых экранов) отсутствуют верхние собирающие коллекторы и ввод в барабан осуществляется с помощью труб, являющихся продолжением экранных. Задние панели боковых экранов (2-я ступень испарения) имеют нижние и верхние коллекторы, из которых пароводяная смесь по системе отводящих труб подается в выносные циклоны.

Фронтовой, задний и передняя панели бокового экрана имеют отношение сечений опускных труб — 25,4 — 33,3%, а отводящих — 100%. Поэтому циркуляция воды в этих контурах должна быть надежной (следует из Норм гидравлического расчета котлов и опыта АО "Фирма ОРГРЭС" по испытанию таких контуров).

Задние панели боковых экранов имеют сравнительно небольшие сечения опускной (21,4%) и отводящей (в особенности второго участка — 14,35%) систем, а также ввода в циклон (13,2%). На рис. 4 приведена диаграмма циркуляции этого контура. Данный контур работает при следующих параметрах (Dк = 100 т/ч):

= 3580 кгс/м2, = -2800 кгс/м2, = 820 кгс/м2, = 0,386 м/с, K = 16,0, Gоп = 70,6 т/ч.

Коэффициент запаса по застою равен 1,17, а по опрокидыванию — 1,12. Согласно Нормам гидравлического расчета котлов коэффициенты запаса как по застою, так и по опрокидыванию должны быть не менее 1,2. Из приведенных данных следует, что в данном циркуляционном контуре при работе котла с нагрузкой до 100 т/ч возможно возникновение застоя и опрокидывания, что недопустимо.

В результате анализа расчета циркуляции было установлено, что основное сопротивление в циркуляционном контуре сосредоточено в отводящей системе, а именно на втором участке (две трубы диаметром 83x3,5 мм после свилок). Была выполнена реконструкция контура, которая заключалась в увеличении длины первого участка (четыре трубы диаметром 83x3,5 мм) с 2,236 до 4,236 м, уменьшении длины второго участка с 2,76 до 0,76 м (две трубы диаметром 83x3,5 мм), переносе свилок в конец первого участка (на 2 м ближе к циклону).





Рис. 4. Циркуляционная характеристика контура боковых экранов 2-й ступени испарения котла ЦКТИ-75-39 (Dк = 100 т/ч):

• - до реконструкции, ° - после реконструкции, , , - полезные напоры соответственно экрана, контура и отводящей системы, Роп - сопротивление опускной системы; G - расход воды в опускной системе


На рис. 4 пунктиром показана диаграмма циркуляции после реконструкции. Контур стал работать при следующих параметрах:

= 3400 кгс/м2, = -2500 кгс/м2, = 980 кгс/м2, = 0,414 м/с, K = 17,2, Gоп = 75,6 т/ч.

Коэффициент запаса по застою составил 1,23, а по опрокидыванию — 1,22.

Из приведенных данных следует, что после выполнения реконструкции контура, замкнутого на выносные циклоны, циркуляция в этих контурах стала надежной (подтверждено также многолетней надежной эксплуатацией этих котлов).


^ 4. АНАЛИЗ РАБОТЫ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЕЙ И ЭКОНОМАЙЗЕРОВ


При увеличении паропроизводительности котлов выше номинальной необходимо обеспечить надежную работу пароперегревателя и экономайзера.

В котлах среднего (Рб = 44 кгс/см2, tпп = 440 °C) и высокого (Рб =115 кгс/см2, tпп = 510 °С) давления, как правило, пароперегреватели выполняются конвективного типа (котлы БКЗ-75-39, ТП-170, ПК-14 и др.), так как тепла конвекции достаточно для перегрева пара до заданных параметров. У котлов на параметры пара Рб = 155 кгс/см2, tпп = 560 °С пароперегреватель выполняется, как правило, радиационно-конвективным, так как тепла только конвекции уже недостаточно для перегрева пара.

Общеизвестно что с увеличением нагрузки котла (расхода топлива) температура газов на выходе из топки возрастает и уменьшается коэффициент прямой отдачи в топке. Поэтому при увеличении нагрузки котла выше номинальной увеличивается доля тепла, воспринятого конвективными поверхностями, и соответственно уменьшается доля тепла, воспринятого радиационными поверхностями нагрева.


^ 4.1. Пароперегреватели (ПП)


У котлов среднего и высокого давления из-за того, что ПП выполняются либо конвективными, либо радиационно-конвективными с увеличением нагрузки котла температура перегретого пара возрастает, соответственно возрастает и температура металла стенок труб.

Следует отметить, что с увеличением нагрузки котла происходит более полное и равномерное заполнение факелом топки котла. Кроме того происходит увеличение гидравлического сопротивления пакетов ПП. Все это вместе взятое приводит к тому, что с увеличением нагрузки разверки температур пара в пароперегревателе несколько снижаются.

Пароохладители при увеличении паропроизводительности котлов должны обеспечивать расчетную температуру перегретого пара как на выходе из ПП, так и в отдельных ступенях. Кроме того, температура стенки всех змеевиков ПП (лобовые змеевики ширм или выходные ступени и т.д.) должна быть ниже температуры начала окалинообразования и притом с некоторым запасом. Поэтому перед повышением паропроизводительности котла выше номинальной следует убедиться в достаточной работоспособности как впрыскивающих, так и поверхностных пароохладителей при расширенном диапазоне регулирования.

Если впрыскивающие пароохладители не обеспечивают расчетный перегрев пара, то расход "собственного" конденсата можно увеличить за счет увеличения диаметра выходных отверстий в форсунках распыла. Указанное в большей степени относится к регулятору 1-го впрыска, так как он работает с наименьшим перепадом на впрыск.

В случае если указанные мероприятия не обеспечивают расчетный перегрев пара котла (или в промежуточных ступенях), то можно работу узлов впрыска перевести с впрыска "собственного" конденсата на впрыск питательной воды, однако качество перегретого пара должно соответствовать нормам ПТЭ.

При увеличении расхода впрыскивающей среды необходимо тщательно контролировать температуру верхних и нижних образующих камер пароохладителей поверхностными термопарами, установленными после паровых рубашек. При разности температур более 40—50 °С длину паровой рубашки необходимо увеличить.

При установке в тракте ПП поверхностных пароохладителей увеличить диапазон регулирования в какой-то степени можно за счет большего протока ПВ через трубную часть, например выполнив отбор ее до регулирующего питательного клапана котла. Следует отметить, что в любом случае расход воды через пароохладитель не должен быть меньше 10—15% от паропроизводительности котла для исключения возникновения кипения и гидравлических ударов в нем.

При увеличении паропроизводительности котлов выше номинальной в обязательном порядке необходимо выполнить расчет температуры металла стенок труб ПП. При этом необходимо вычислить расчетную температуру металла, которая определяет длительную прочность, а также температуру наружной поверхности стенки для оценки вероятности окалинообразования. Если расчеты показывают, что во всех ступенях ПП температура наружной поверхности труб не превышает предельных значений для данной марки стали (РУ по жаростойкости), то повышение паровых нагрузок котлов допустимо.

Был выполнен расчет температуры металла стенок труб 2-й ступени ПП котла ЦКТИ-75 при увеличении его паровой нагрузки с 75 до 100 т/ч, который показал, что температура наружной поверхности стенки трубы при нагрузке 100 т/ч составляет 453 °С. Змеевики 2-й ступени ПП данного котла выполнены из стали 15ХМ, для которой предельно допустимая температура наружной поверхности составляет 550 °С, т.е. будет обеспечен надежный температурный режим металла стенок труб пароперегревателя.


^ 4.2. Водяные экономайзеры (ВЭ)


Котлы среднего давления, как правило, имеют кипящие ВЭ (котлы БКЗ-75-39, ГМ-50-1 и др.). Некоторые котлы высокого давления (Рб = 115155 кгс/см2) также были запроектированы с кипящими ВЭ (котлы ПК-20, ТП-170, БКЗ-120-100ГМ, БКЗ-160-100ГМ, БКЗ-210-140, БКЗ-320-140ГМ и др.). Большинство же котлов высокого давления (Рб = 155 кгс/см2) имеет некипящие ВЭ.

С увеличением паровой нагрузки котла, как уже отмечалось выше, снижается коэффициент прямой отдачи в топке. Например, при увеличении паровой нагрузки котла ЦКТИ-75 с 75 до 100 т/ч коэффициент прямой отдачи в топке снижается с 0,573 до 0,518. В соответствии с этим с увеличением паровой нагрузки тепловосприятие конвективных поверхностей нагрева, в том числе и ВЭ, возрастает. Например, для котла БКЗ-210-140 при паровой нагрузке 210 т/ч температура подогрева воды в ВЭ составляет 32 °С, а при увеличении нагрузки до 250 т/ч — 34 °С. У котла ЦКТИ-75 при паровой нагрузке 75 т/ч температура подогрева составляет 79 °С, а при паровой нагрузке 100 т/ч — 83 °С.

При форсировке паровых нагрузок котлов необходимо проверить (расчетом или экспериментально) режим работы ВЭ. Если ВЭ был запроектирован некипящим, то при форсировке паровой нагрузки котла он не должен выходить на кипение и притом с запасом

i'iэк > 30 ккал/кг,

где iэк — энтальпия воды на выходе из экономайзера.

Если ВЭ кипящий, то при форсировке паровых нагрузок желательно иметь на выходе из 2-й ступени паросодержание не более 25%, кроме того для хорошего и полного перемешивания воды на входе во 2-ю ступень необходимо иметь недогрев воды до кипения после 1-й ступени не менее 30-40 °С.

Наиболее опасная ситуация возникает тогда, когда при работе котла до номинальных нагрузок ВЭ некипящий, но при форсировке вотла ВЭ становится кипящим и притом с небольшим процентом кипения. При таком режиме возможно закипание воды в отдельных змеевиках при отсутствии кипения в других. Для исключения возникновения больших гидравлических разверок по трубам змеевиков необходимо их шайбование.

Следует отметить, что если при форсировке котла ВЭ становится кипящим, то сепарационные устройства необходимо реконструировать так, чтобы они допускали прием кипящей воды.


ОГЛАВЛЕНИЕ


Введение

1. Основные мероприятия по внутрикотловым устройствам, обеспечивающие форсировку паровых нагрузок котлов среднего давления

2. Основные мероприятия по внутрикотловым устройствам, обеспечивающие форсировку паровых нагрузок котлов высокого давления

3. Анализ условий циркуляции при форсировке нагрузок паровых котлов

4. Анализ работы пароперегревателей и экономайзеров




Скачать 199.78 Kb.
оставить комментарий
Дата22.09.2011
Размер199.78 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

плохо
  1
хорошо
  2
отлично
  4
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх