На сегодняшний день тенденция в развитии теплоэнергетики диктует свои жесткие требования к котельному оборудованию. В частности, это выражается в улучшении эксплуатационных характеристик, таких как: повышение КПД оборудования, показатели вредных выбросов, а в частности их снижение, а также снижение затрат на производство технически сложного энергетического оборудования.
В большинстве своем, действующие на данный момент теплоэлектростанции России были спроектированы и введены в эксплуатацию в 1980-х годах. За это время оборудование данных станций заметно устарело, как в моральном плане, так и в физическом. Реновация и модернизация данных станций - это необходимая мера для соответствия современным стандартам теплоэнергетического оборудования.
Правительство нашей страны предпринимает активные меры для модернизации теплоэнергетического оборудования электростанций путём разработки государственных программ для поддержки энергетической отрасли. Государственные корпорации уже запланировали первый этап модернизации тепловых электростанций во многих регионах России в срок до окончания 2025 год [1, 2].
Совокупность данных факторов определяет актуальность данной выпускной квалификационной работы, цель которой - проектирование парового котла с естественной циркуляцией под заданные параметры пара и марку топлива. Проектируемый котлоагрегат предназначен для расширения Томской ГРЭС-2.
Чтобы достичь выполнение поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
- Составить характеристику производственного объекта, для которого предназначен данный проект
- Описать технические решения и методы проектирования
- Провести тепловой расчет котлоагрегата совместно с конструированием поверхностей нагрева
- Произвести аэродинамический расчет газового тракта котельной установки с разрабатываемым паровым котлом
- провести экономические расчеты и технико-экономические показатели;
- рассмотреть вопросы социальной ответственности и производственной безопасности;
- разработать графический материал в соответствии с требованиями ЕСКД.
Данный проект нацелен на своего основного потребителя - Томскую ГРЭС-2. Данный проект может быть применим и на других теплоэлектростанциях, которые планируют наращивать мощность посредству строительства новых энергетических блоков или модернизацией уже существующих на данный момент.
В данной выпускной квалификационной работе представлен проект энергетического котлоагрегата с естественной циркуляцией с заданными параметрам пара и маркой топлива для расширения Томской ГРЭС-2.
На первом этапе проектирования выполнен тепловой расчет топочной камеры и выработаны технические решения по ее конструкции:
- компоновка котла принята П-образной;
- камерная топка исполнена с жидким шлаудалением;
- система пылеприготовления выбрана замкнутой с промежуточным бункером пыли;
- вихревых горелочных устройств выбрано 8 шт. встречным расположением на боковых стенах в один ярус;
- определены температурные показатели дымовых газов и воздуха.
На втором этапе проектирования были выполнены тепловые расчеты поверхностей нагрева котла с использованием поверочного и конструкторского методов. Основными достижениями являются получение геометрических и тепловых характеристик ширмовых и конвективных пароперегревателей котла. Точность расчетов отражается в результате оценки относительной невязки теплового баланса котла, которая составила менее 2 %.
На основе проведенных расчетов и принятых технологических решений были разработаны чертежи парового котла, включая продольные, поперечные и горизонтальные разрезы. Эти чертежи создавались как вручную, так и с использованием CAD-технологий.
На третьем этапе проектирования был выполнен аэродинамический расчет газового тракта котельной установки. В рамках этого расчета были выбраны соответствующие тягодутьевые машины, учитывая сопротивление газаходов, а также полный перепад давлений в газовом тракте. Результаты расчетов подтвердили, что требуемая скорость дымовых газов достигается на всей протяженности газового тракта.
На заключительном этапе работы проведен анализ ресурсоэффективности данного проекта и рассмотрены вопросы производственной безопасности при эксплуатации котельного агрегата.
Результаты всех расчётов коррелируют с нормативными методиками и современными требованиями в области котлостроения. Цель данного проекта достигнута в полной мере. Исходя из этого можно заключить, что полученные результаты являются определённым вкладом в дальнейшее развитие энергетической отрасли и рекомендуются к использованию для расширения Томской ГРЭС-2 или других тепловых электростанций.
