Актуальность работы. Согласно «Энергетической стратегии России на период до 2020 года», утвержденной распоряжением Правительства РФ № 1234-р от 28.08.2003 г., твердое органическое топливо является основным источником для производства энергии на длительную перспективу, поэтому проблема повышения эффективности его использования и экономного расходования является актуальной.
Вопросы шлакования и загрязнения поверхностей нагрева паровых котлов сохраняют свою актуальность, несмотря на многочисленные исследования, а также большой опыт эксплуатации котельного оборудования при сжигании различных углей. Основные проблемы характеризуются большим экономическим ущербом, связанным с образованием отложений из- за несовершенства конструкций котлов, методов их расчета и контроля. К числу новых задач относятся: разработка систем технической диагностики шлакования; разработка современных обдувочных аппаратов; необходимость управления системами комплексной очистки поверхностей нагрева.
Статистический анализ видов и причин отказов паровых котлов при сжигании твердых органических топлив показывает, что одной из основных причин аварийных остановов котельных агрегатов является низкая надежность работы полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева, вследствие интенсивного шлакования и загрязнения с ростом температур по газовому тракту котлов. В первую очередь это вызвано особенностями компоновки и жесткими температурными условиями работы поверхностей нагрева. Причиной большого числа повреждений поверхностей нагрева, по вине шлакования является отсутствие информации у эксплуатационного персонала о степени шлакования или загрязнения каждой из поверхностей нагрева на текущий момент. В настоящее время эксплуатационный персонал судит об интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева только по косвенным показателям, анализируя показания штатного контроля. В связи с этим существенно возрастает роль научно-обоснованного подхода при выполнении проектных расчетов, наладке и технической диагностике эксплуатационных режимов полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева паровых котлов.
Одним из определяющих факторов эффективного проектирования современных энергетических котельных агрегатов является нахождение рациональных конструктивных характеристик и компоновочных решений поверхностей нагрева, обеспечивающих высокий уровень их тепловой эффективности при работе средств очистки и надежность эксплуатации.
В настоящее время для оценки тепловосприятия поверхностей нагрева котельных агрегатов при решении проектных задач используется коэффициент тепловой эффективности, обобщенный по результатам стендовых и промышленных тепловых испытаний котельных агрегатов, рекомендации по выбору которого представлены в нормативном методе «Тепловой расчет котлов» (НТР). Однако, как показывает опыт эксплуатации, значения коэффициентов тепловой эффективности, полученные на действующих котельных агрегатах, значительно отличаются от рекомендованных нормативных значений, что как следствие приводит к повышению проектных рисков и ограничению номинальной паропроизводительности котлов вследствие превышения температур металла труб поверхностей нагрева.
В данном дипломе разработан проект реконструкции Березовской ГРЭС с целью уменьшения шлакования поверхностей нагрева. Сделаны следующиемероприятия. Во-первых, замена I11-2 на I11-21. Во-вторых, nоgключениеШПП-2Lnосле ВРЧ, что дает сделать H111-2L «холодным пакетом». В-третьих, оснащение горизонтального газохода дополнительными аппаратами обдувки ОГ-12. В-четвертых, установка дополнительных измерительных приборов для мониторинга коэффициента теплопередачи поверхностей нагрева.
Для проверки эффективности данного проекта проведены следующие расчеты:
-тепловой расчет котлоагрегата;
-аэродинамический расчет после реконструкции;
-гидравлический расчет I11-21;
-расчет очистки зоны ширм котла 1-67;
-технико-экономический вариант реконструкции;
Из расчетов вариантов реконструкции видно, что самым эффективным оказался третий вариант. Данный вариант позволяется без изменения самих газоходов снизить температуру газов перед КПП -«'кпп на 50oС.При этом поверхность нагрева петлевых 1-образных ширм на выходе из топки соответственно в 1,6 раз больше поверхности заменяемых проектных ширм.
Аэродинамический расчет котла показывает, что сопротивление газо-воздушного тракта при изменении геометрических размеров ШПП-2 не изменилось, т.к скорость газов в горизонтальном газоходе меньше 10 м/с, следовательно сопротивление ширмовых пароперегревателей равно 0. Величина сопротивление газового тракта ЛЯп = 477 мм.в.ст, по воздушному £ДЬ.н = 633,4 мм.в.ст. В результате проверки убедился, что замена установленных тягодутьевых машин не требуется.
Из гидравлического расчета ШПП-2 и ШПП-21 можно сделать вывод, что замена ПН-1500-350-4 не потребуется, т.к изменение напора равно ЛРширм2£ - ЛРширм2 = 0,96 бари не повлияет на общую работу котлоагрегата.
В проекте были проведены расчеты, которые позволяют сделать техническое и экономическое обоснование проекта реконструкции котлоагрегата П-67 БГРЭС.
1 Бойко, Е. А. Тепловые электрические станции (паротурбинные энергетические установки ТЭС) : Справочное пособие / Е. А. Бойко, К.
B. Баженов, П. А. Грачев. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006. 152с.
2 Ривкин, С.Л. Теплофизические свойства воды и водяного пара./
C. Л. Ривкин, А.А Александров. - М. : Энергоатомиздат,1984.
3 Бойко, Е. А. Котельные установки и парогенераторы (тепловой расчет парового котла) : Учебное пособие / Е. А. Бойко, И. С. Деринг, Т. И. Охорзина. -Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2005. -96с.
4 Липов, Ю. М-Тепловой расчет парового котла (учебное пособие для вузов). -Ижевск : НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001, 176стр
5 Резников, М.И. Котельные установки электростанций: учебное пособие/ Резников М.И., Липов Ю.М. ; М : Энергоатомиздат,1987.
6 Тепловые и атомные электрические станции. Справочник/Под общ.ред. В.А.Григорьева и В.М.Зорина / М. : Энергоиздат, 1982 -624с.
7 Бойко, Е. А. Котельные установки и парогенераторы (Аэродинамический расчет котельных установок) : Учебное пособие / Е. А. Бойко, И. С. Деринг, Т. И. Охорзина. - Красноярск : ИПЦ КГТУ, 2006. -71с.
8 Астраханцева, И.А. Экономическая оценка технических решений : метод.
указ.подипломномупроектированиюдлястудентовспециальности1005- «Тепловые электрические станции»/ И.А. Астраханцева ; Краснояр. гос. техн. ун-т. - Красноярск : ИПЦ КГТУ, 1998. - 27 с.
9 Куликов, С.М. Расчет содержания вредных веществ в дымовых газах при проектировании котлов и энергетических установок : метод. указ. к дипломному проектированию для студентов специальностей 1005 - Тепловые электрические станции, 1007 - Промышленная теплоэнергетика/ С. М. Куликов, Е. А. Бойко ; Краснояр. гос. техн. ун-т. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 1995. - 32с.
10 Смирнов, А. Д. Справочная книжка энергетика / А.Д. Смирнов, К.М. Антипов - М. : Энергоатомиздат,1987.