Анализ работы к/а БКЗ-420-140 ТЭЦ-3

Для обеспечения плотности горелки приварены к экранным трубам и при тепловых расширениях перемещаются вместе с ними.

Пароотводящие трубы боковых экранов проходят внутри газохода и служат элементами подвесок боковых экранов. Все топочные блоки подвешены с помощью подвесок к потолочной раме. Вся топка расширяется вниз.

Жесткость и прочность стен топочной камеры обеспечивается поясами жесткости. Пояса жесткости состоят из швеллеров-бандажей и вынесенных из изоляции двутавровых балок. По углам двутавровые балки поясов жесткости шарнирно связаны между собой.

Котел имеет один сварной барабан с внутренним диаметром 1600 мм, с толщиной стенки 112 мм. Длина цилиндрической части барабана 19400 мм.

Средний уровень в барабане на 200 мм ниже геометрической оси барабана. Допустимые отклонения уровня воды от  среднего при нормальной работе котла не должна превышать +-50 мм. Для предупреждения перепитки котла водой в барабане установлена труба аварийного слива.

Для сокращения продолжительности расхолаживания и улучшения температурного режима  барабана при останове котла предусмотрено устройство парового охлаждения барабана, которое состоит из одного верхнего и двух нижних коллекторов.

При растопках два нижних распределительных коллектора используются для парового разогрева барабана от постоянного источника насыщенным паром давлением 4-16 МПа.

Для ввода в котловую воду фосфатов внутри барабана имеется перфорированная раздающая труба, пролегающая по всей длине барабана.

Для получения качественного пара в котле применена схема двухступенчатого испарения с соответствующими сепарационными устройствами.

Первой ступенью испарения (чистый отсек) являются барабан с подключенными к нему циркуляционными контурами. Сепарационные устройства первой ступени испарения расположены в барабане и представляют собой сочетание внутрибарабанных циклонов, барботажной промывки пара питательной водой и дырчатых листов.

Вся питательная вода после экономайзера поступает в питательные короба барабана, 50 % ее направляется на промывочные листы, протекает по ним и сливаются в водяной объем барабана. Остальные 50 % питательной воды из питательных коробов сливаются непосредственно в водяной объем барабана мимо  дырчатых листов.

Пароводяная смесь из экранов котла, включенных в первую ступень испарения, поступает в распределительные короба, расположенные в барабане, откуда направляются во внутрибарабанные циклоны. Вода отсепарированная в циклонах, сливается в водяной объем барабана, а пар, поднимаясь вверх, проходит через слой питательной воды, текущей по промывочным листам и попадает в паровой объем барабана. Далее через дырчатый щит, который обеспечивает равномерную по длине барабана работу парового объема, пар направляется в пароперегреватель котла.

Вторая ступень испарения включает в себя два блока выносных циклонов с подключенными к ним циркуляционными контурами. К циклонам подключены правые средние блоки фронтовой и задней стенки топки.

Выносной циклон состоит из улиточного ввода и двух цилиндрических участков, пароводяная смесь подводится к улитке. В циклоне вода, отжатая к стенке, стекает вниз, а пар, поднимаясь, проходит через пароприемочный дырчатый потолок и направляется в паровой объем барабана.

Пароперегреватель котла по характеру восприятия тепла радиационно-конвективного типа. Радиационной частью пароперегревателя являются мембранные панели, закрывающие верх топки и боковые, фронтовые и задние стены нисходящих газоходов.

Полурадиационной частью пароперегревателя являются блоки ширм.

К конвективной части относятся блоки первой и третьей ступени пароперегревателя, расположенные в нисходящих газоходах справа и слева от топки.

Пароперегреватель имеет два потока. Потоки зеркальны. Схема движения пара в каждом потоке следующая: пар из барабана котла по шести трубам поступает в два входных коллектора мембранных панелей, экранирующих фронтовую и заднюю стенки нисходящих газоходов. Затем пар поступает в три входных коллектора потолочного пароперегревателя. Из выходных камер потолочного пароперегревателя пар подается в шесть входных коллекторов первой ступени пароперегревателя.

Пройдя первую ступень пароперегревателя и подвесные панели пар поступает в 12 выходных коллекторов, из которых поступает в коллектор растопочного пароперегревателя. В этом коллекторе два потока смешиваются и поступают в два коллектора, из которых пар подается в 10 средних ширм. Пройдя средние ширмы пар, подается в пароохладитель первой ступени, затем в крайние ширмы и в пароохладитель второй ступени, из которого по шести трубам направляется в выходную ступень пароперегревателя. На котле установлены две паросборные камеры.

В вынесенном опускном газоходе размещены в рассечку первая ступень водяного экономайзера и воздухоподогреватель. Газы поступают в газоход с двух сторон по двум газовым коробам.

Кубы воздухоподогревателя и блоки экономайзера первой ступени установлены друг на друге с проваром мест примыкания. Этим достигается высокая плотность по газовой и воздушной сторонам.

При тепловом расширении всех блоков опускной газоход  перемещается вверх. Для обеспечения тепловых перемещений и создания газовой плотности на коробах подвода газа к опускному газоходу установлены компенсаторы.

Вторая ступень экономайзера расположена за первой ступенью пароперегревателя в нисходящих газоходах.

Экономайзеры первой и второй ступени выполнены из труб 32х4 в виде пакетов гладкотрубных змеевиков, расположенных в шахматном порядке.

Воздухоподогреватель трубчатый, выполнен по двухпоточной схеме.

На котле применена однопоточная схема питания. Сниженный узел питания состоит из основной питательной линии с регулирующим клапаном и двух байпасов с регулирующими клапанами.

 

 

 

 

 

 

2.1 Тепловой расчет при  сжигании Шубаркольского угля

 

Таблица 2.1 – Исходные данные для расчета

 

Наименование		Обозна- чение	Величина
Паропроизводительность котла, кг/ч		Д	420000
Давление в барабане котла, МПа		pб	15,6
Давление пара после задвижки, МПа		pпп	14
Температура перегретого пара, оС		tпп	560
Температура питательной воды, оС		tпв	230
Непрерывная продувка, %		Дпр	1
Расход питательной воды через водяной экономайзер, кг/с		Дэк	420000
Температура впрыскиваемой воды, оС		tвпр	345
Энтальпия перегретого пара, ккал/кг		iпп	834,9
Энтальпия насыщенного пара, ккал/кг		iнп	622,3
Энтальпия впрыскиваемой воды, ккал/кг		iвпр	343,2
Энтальпия питательной воды, ккал/кг		iпв	990,3
Температура холодного воздуха, оС		tв	30
Температура воздуха на входе в воздухоподогреватель, оС		t`в	30
Топливо		Шубаркольский уголь
Тип мельничного устройства		ММТ
Сушильный агент		горячий воздух
Характеристика топлива:
Содержание золы, %	Ар	13,50
Содержание влаги, %	Wр	8,00
Содержание серы, %	Sр	0,40
Содержание углерода, %	Ср	66,11
Содержание водорода, %	Нр	5,39
Содержание кислорода, %	Ор	6,00
Содержание азота, %	Nр	0,60
Выход летучих на горючую массу, %	Vг	44
Теплота сгорания низшая, ккал/кг	Qрн	6485
кДж/кг	Qрн	27172,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2 – Конструктивные характеристики котла

 

Наименование	Обозна- чение	Формула, обоснование	Расчет, величина
Топка
Диаметр и толщина экранных труб, мм	dxδ	По чертежу	60х6
Поверхности стен, м2
фронтовой	Fфр	По рис. 4.1	(4,99+8,98)/2*2,378+ 8,79*8,98+ (8,98+3,86)/2*0,686+ 3,86*7,584=129,2
задней	Fзадн	Fфр=Fзадн	129,2
боковой	Fб	По рис. 4.1	15,42*(2,495+3,103+8,79+2,65+7,584)=379,7
по ширине	Fшир	По рис. 4.1	3,86*15,42=59,6
Суммарная поверхность стен, м2	∑Fтст	Fфр*2+ Fб*2+ Fшир	2*129,2+2+379,7+59,6= 1077
Лучевоспринимающая поверхность топки, м2	∑Нл	∑F*хгор	1077*8=1069
Объем топки, м3	Vт	По рис. 4.1	129,2*15,42=1992
Эффективная толщина излучающего слоя, м	s	3,6* Vт/∑Fст	3,6*1992/1077=6,66
Ширмы (вторая ступень пароперегревателя)
Диаметр и толщина труб,мм	dxδ	По чертежу	32х5
Число лент по ширине топки, шт	z	По чертежу	20*2=40
Число труб в ленте, шт	z2	По чертежу	12*2=24
Шаги труб, мм	S1, S2	По чертежу	640, 52
Относительный поперечный шаг	σ1	S1/d	640/32=20
Относительный продольный шаг	σ2	S2/d	52/32=1,625
Поверхность нагрева ширм в плоскости – крайние пакеты	Нкр	По рис. 4.2а	2*20*[(0,572+0,032)*3,7*2+(0,468+0,032)*0,67*2+ 1,118*0,63]*0,71=166
Поверхность нагрева ширм в плоскости – средние пакеты	Нср	Нкр=Нср	166
Лучевоспринимающая поверхность нагрева (входная), м2	Нвхл	По рис. 4.2а	3,86*15,42=59,6

 

 

Продолжение таблицы 2.2

 

Наименование	Обозна- чение	Формула, обоснование	Расчет, величина
Лучевоспринимающая поверхность нагрева (выходная), м2	Нвыхл	По рис. 4.2а	2,5*15,42*2=77,1
Полная поверхность ширм, м2	Ншполн	π*d*n*l*z	3,14*0,032*20*2* (10*10+10,6*2)=487
Сечение для прохода пара, м2	fп	π*d2/4*z2	3,14*0,0322/4*24*10= 0,091
Сечение для прохода газов (поперечное), м2	Fпоп	По рис. 4.2а	(15,42-0,032*20)* 2,5*2=73,9
Сечение для прохода газов (продольное), м2	Fпр	По рис. 4.2а	15,42*3,86-20*12*0,785* 0,0322*4=58,8
Эффективная толщина излучающего слоя, м	s
Дополнительные поверхности, м2
потолка	Нпотш	По рис. 4.2а	3,86*15,42=59,6
экранов	Нэкрш	По рис. 4.2а	3,86*5*2+15,42*3,5*2= 146,5
Поворотная камера
Суммарная поверхность стен, м2	∑Fпкст	По рис. 4.2б	4*(15,42*3,35+15,42*2,56+2,56*3,35)=399
Объем поворотной камеры, м3	V	По рис. 4.2б	15,42*3,35*2,56*2=264
Лучевоспринимающие поверхности пароперегревателя в поворотной камере, м2
потолка	Нпотл	По рис. 4.2б	15,42*(2,56+3,35)*2= 182,2
фронта и задней стенки	Нфр+заднл	По рис. 4.2б	2,56*3,35*4=34,3
экранов	Нэкрпк	По рис. 4.2б	15,42-0,65*2=20
дополнительных поверхностей третьей ступени пароперегревателя	Нпп3пк	По рис. 4.2б	15,42*2,56*2=79
подвесных труб	Нподв	По рис. 4.2б	3,14*0,032*30*2*3,35*6=121