Энциклопедия по машиностроению XXL. Энергетический паровой котел
Паровые энергетические котлы
Энергетика 
Паровые энергетические котлы
просмотров - 806
Паровые энергетические котлы средней мощности объединяют в одно семейство большое число различных типов водотрубных котлов паропроизводительностью от 100 до 640 т/ч. Энергетические котлы средней мощности выпускаются на среднее и высокое давление перегретого пара, при этом они конструктивно выполняются как барабанными, с естественной и принудительной циркуляцией, так и прямоточными. В паровых котлах средней производительности наиболее часто используются камерные пылеугольные и газомазутные топки. В последние годы в этих котлах применяются также топочные устройства, позволяющие сжигать низкокалорийное топливо в циркулирующем кипящем слое, а также вихревые топки различных конструкций.
Паровые энергетические котлы средней мощности работают как на уравновешенной тяге, так и под наддувом. В них может сжигаться твердое топливо, а также природный газ и мазут.
Производство энергетических котлов средней мощности начало бурно развиваться в СССР в конце 40-х годов прошлого века, когда для восстановления после войны народного хозяйства и дальнейшего его роста требовалось интенсивное наращивание энергетических мощностей. Для повышения термического коэффициента полезного действия паросиловой установки необходим был переход на более высокие параметры пара (давление и температуру перегрева).
В 1947 году был создан первый образец двухбарабанных котлов высокого давления паропроизводительностью 230 и 170 т/ч, которые серийно выпускались до 1958 года различной модификации: пылеугольные, газомазутные, для сжигания отходов углеобогащения, с камерными топками и горизонтальными циклонными предтопками. Особенностью этих котлов является наличие двух барабанов, соединенных между собой большим количеством перепускных труб. Наличие двух барабанов обуславливалось стремлением произвести максимальную осушку пара до поступления его в пароперегреватель. Такое усложнение конструкции связано было с тем, что при проектировании этих котлов не были еще известны надёжно работающие при высоком давлении сепарационные устройства.
Появление новых конструкций паросепарационных устройств позволило отказаться от двухбарабанной конструкции котлов высокого давления и перейти к однобарабанной конструкции котла высокого давления (10 МПа) – ТП-13 паропроизводительностью 220 т/ч, но с более высоким давлением и температурой перегрева 540°С.
До 1962 года котлы этой серии, предназначенные для сжигания угольной пыли, оборудовались угловыми щелевыми горелками, установленными по две на каждой боковой стене. При совместном сжигании угольной пыли и доменного газа турбулентные пылеугольные горелки устанавливались на боковых стенах навстречу друг другу, а газовые горелки – на фронтальной стене.
В аналогичном по паропроизводительности и параметрам пара газомазутном котле ТГМ-151 практически отказались от горизонтального переходного газохода между топочной камерой и опускной конвективной шахтой, а трубчатый воздухоподогреватель был заменен регенеративным вращающимся.
Дальнейшее повышение параметров пара привело к разработке котлов с давлением пара 14 МПа и температурой перегрева 570°С. У всех котлов этой группы, работающих на различных топливах, топочная камера разделена на две части двухсветным экраном, что позволило удержать рост размеров котла при увеличении примерно вдвое его паропроизводительности (с 220 до 420 т/ч).
Рис. 2.9. Продольный разрез котла ТП-80 паропроизводительностью 420 т/ч для сжигания антрацита и тощих углей: 1 – барабан; 2 – топочная камера; 3 – пылеугольные горелки; 4 – под с леткой; 5 – ширма; 6 – конвективная часть пароперегревателя; 7 – экономайзер; 8 – трубчатый воздухоподогреватель; 9 – выносной сепарационный циклон
На рис. 2.9 представлен разрез такого котла для сжигания низкореакционного топлива – антрацита и тощих углей. Топочная камера котла ТП-80 рассчитана на жидкое шлакоудаление и оборудована высоким зажигательным поясом. Горелочные устройства расположены навстречу друг другу на фронтовой и задней стенах топки.
Для эффективного сжигания низкореакционного топлива применен высокий подогрев воздуха (до 400°С), что обусловило двухступенчатую компоновку воздухоподогревателя, то есть расположение выходной его части в области повышенных температур газового потока.
В целях дальнейшего повышения экономичности паротурбинного цикла на котлах производительностью 420 т/ч введен вторичный перегрев пара. Из этой группы котлов представляет интерес котел марки ТП-92 паропроизводительностью 420 т/ч, на 14 МПа, 570/580°С (рис. 2.10). В этом котле используется каменный уголь низкой влажности при умеренной температуре горячего воздуха. Удаление шлака – твердое. Топочная камера, как и в других котлах паропроизводительностью 420 т/ч, разделена на две части двухсветным экраном. Одноступенчатый воздухоподогреватель расположен не под экономайзером, а в отдельной, самостоятельной шахте.
Рис. 2.11. Паровой котел ТПЕ-430 в разрезе
Рис. 2.10. Котел ТП-92 паропроизводительностью 420 т/ч для сжигания маловлажных каменных углей: 1 – барабан котла; 2 – топочная камера; 3 – горелочные устройства; 4 – устройство для механического шлакоудаления; 5 – ширмы; 6 – конвективный пароперегреватель; 7 – водяной экономайзер; 8 – трубчатый воздухоподогреватель
В газомазутных котлах этой серии несколько увеличена радиационная часть пароперегревателя. Вместо трубчатого используются регенеративные вращающиеся воздухоподогреватели, устанавливаемые не под экономайзером, а позади него. В освободившейся части опускного газохода располагается конвективная часть пароперегревателя. Благодаря этому длина горизонтального газохода сведена к минимуму, то есть опускная конвективная шахта располагается почти вплотную к топочной камере.
Сегодня более современные (по сравнению с описанными) паровые энергетические котлы средней производительности выпускаются ведущими фирмами–производителями энергетического оборудования России.
Сегодня барабанные паровые котлы с естественной циркуляцией в интервале производительности от 100 до 500 т/ч выпускаются в Таганроге и Подольске. ПО «Красный котельщик» (ᴦ. Таганрог) выпускает паровые котлы производительностью от 160 т/ч (на среднее давление) до 630 т/ч (на сверхкритическое давление). В Украине производство энергетических котлов отсутствует.
Типичным представителем семейства барабанных котлов средней производительности является котел ТПЕ-430 (рис. 2.11). Он имеет производительность 500 т/ч при давлении перегретого пара 13,8 МПа и температуре перегрева 560°С и предназначен для сжигания углей марки СС. Коэффициент полезного действия котла 90,5%.
Паровой котел однобарабанный, с естественной циркуляцией, имеет П-образную компоновку поверхностей нагрева. Котел выполнен газоплотным и предназначен для работы на уравновешенной тяге.
Стены топочной камеры, горизонтального и опускного конвективного газоходов образованы газоплотными панелями из труб, между которыми вварена полоса. Пароперегреватель котла состоит из радиационного и ширмового пароперегревателей, расположенных в верхней части топки, и двух конвективных ступеней в горизонтальном газоходе. Мембранный экономайзер состоит из двух ступеней и находится в опускном газоходе. Котел оборудован 8 плоскофакельными горелками.
Для подогрева воздуха котел ТПЕ-430 снабжен трубчатым и регенеративным воздухоподогревателями.
Регулирование температуры перегрева пара осуществляется впрыском собственного конденсата. В котле применено твердое шлакоудаление.
Процессы подпитки воды, горения и регулирования температуры перегрева пара полностью автоматизированы.
Параллельно с барабанными котлами до настоящего времени развивались конструкции прямоточных котлов средней производительности. В начале 50-х годов XX столетия прямоточные котлы высокого давления стал изготавливать Подольский машиностроительный завод. Одним из первых был создан котел марки СП-67 производительностью 230 т/ч, давлением 9,8 МПа и температурой 510°С.
В последующем производство прямоточных энергетических паровых котлов средней мощности, генерирующих пар высокого давления, было сосредоточено на ПО «Красный котельщик».
Паровой котел ПК-38-Р (ПП-270-13,8545/545ГМ) предназначен для выработки перегретого пара с рабочим давлением 13,8 МПа и температурой 545°С, имеет паропроизводительность 270 т/ч и к.п.д. 92,8%. Он может работать как в качестве низконапорного парогенератора по схеме дожигания в составе парогазовой установки, так и в составе традиционной паросиловой установки. Это прямоточный, газомазутный котел, выполненный по П-образной компоновке и устанавливаемый на собственном каркасе (рис. 2..12).
Топочная камера – открытая, призматическая, прямоугольного сечения. При реконструкции котла в газомазутный сохранена «холодная» воронка. Над «холодной» воронкой на боковых стенах установлено 6 газомазутных горелок треугольником вниз (по 3 горелки на стене). Важно заметить, что для снижения генерации оксидов азота топка котла оснащена схемой ступенчатого сжигания, для чего над горелками установлены сопла критического дутья.
Первый промышленный энергетический прямоточный котел (паропроизводительность 200 т/ч, давление 13,8 МПа, температура перегретого пара 500°С) в СССР был разработан профессором Л.К. Рамзиным и установлен в 1933–1934 гᴦ. на одной из московских ТЭЦ (ТЭЦ ВТИ).
Леонид Константинович Рамзин (1887–1948)– один из крупнейших теплотехников ХХ века, изобретатель прямоточного котла. Блестяще окончив в 1914 году Московское высшее техническое училище, был оставлен в МВТУ для занятий научной и педагогической деятельностью. Исключительные способности, энергия и трудолюбие в течение 5 лет сделали Рамзина одной из самых ярких фигур энергетического сообщества России. Десять лет он руководил кафедрами «Топливо, топки и котельные установки» и «Тепловые станции» МВТУ. Он являлся одним из организаторов Всероссийского теплотехнического института (ВТИ), а с 1921 года по 1930 год был директором, затем с 1944 по 1948 год научным руководителем этого института. На рубеже 1920–1930-х годов ученый вел успешные изыскания главного своего детища – прямоточного парового котла, предназначенного для использования дешевого топлива. В 1943 году Рамзиным была организована кафедра котлостроения в Московском энергетическом институте для подготовки инженеров-конструкторов по котлостроению, которой он руководил до 1948 года. Основные труды Л.К. Рамзина посвящены проблемам котлостроения, расчетам котельных установок, теории излучения в топках, исследованию топлив, теплофикации и проектированию теплосиловых станций.
Рис. 2.12. Общий вид прямоточного парового котла ПК-38-Р в разрезе
Топка и поворотный газоход экранированы трубами нижней, средней и верхней радиационной части и имеют навивку Рамзина. Котел обшит металлом по каркасу.
На выходе из топки в поворотном газоходе установлен ширмовый пароперегреватель, в опускном газоходе – конвективный пароперегреватель высокого давления, две ступени конвективного пароперегревателя низкого давления, водяной экономайзер, газовый подогреватель воды высокого и низкого давления.
Регулирование температуры пара низкого давления осуществляется байпасированием первой ступени конвективного пароперегревателя низкого давления, а дополнительно – рециркуляцией дымовых газов, отбираемых после водяного экономайзера.
Котел снабжен крайне важной арматурой, контрольно-измерительными приборами, средствами защиты, а также автоматизированной системой управления технологическим процессом.
Читайте также
Паровые энергетические котлы средней мощности объединяют в одно семейство большое число различных типов водотрубных котлов паропроизводительностью от 100 до 640 т/ч. Энергетические котлы средней мощности выпускаются на среднее и высокое давление перегретого пара, при... [читать подробенее]
oplib.ru
Энергетические паровые котлы - Энциклопедия по машиностроению XXL
В современных энергетических паровых котлах или парогенераторах опускные трубы не обогреваются. В опускных линиях испарителей и выпарных аппаратов, выполненных, например, по схемам, приведенным на рис. 2.5, а, в, обогрев имеет место (на наружной поверхности греющей секции). Опускные трубы имеют обогрев также в паровых котлах низкого и среднего давления, где часто небольшой обогрев опускной системы целесообразен, так как при этом уменьшается длина экономайзерного участка подъемной части контура, а для контуров небольшой высоты это может привести к заметному увеличению кратности циркуляции. Однако здесь обогрев выбирают таким, чтобы парообразования в опускной системе при стационарном режиме не было. [c.64] Измерительные устройства, которыми оснащаются пароперегреватели энергетических паровых котлов, предназначены главным образом для получения и передачи в пункты управления информации о состоянии отдельных [c.155]Расчет КУ отличается от аналогичного теплового расчета энергетического парового котла, что объясняется спецификой тепловой схемы ПГУ Тепловой расчет КУ может быть конструкторским или поверочным. Конструкторский тепловой расчет осуществляется для базового (расчетного) режима работы ПГУ. Для конденсационных ПГУ с КУ — это обычно режим при среднегодовых параметрах наружного воздуха (для Москвы = 4 °С). Для парогазовых теплоэлектроцентралей — наиболее общего случая тепловой схемы ПГУ с КУ — базовым, как правило, является режим, соответствующий средней температуре воздуха за отопительный период. В результате конструкторского расчета КУ определяют прежде всего площадь поверхности теплообмена, количество и параметры генерируемого пара. [c.299]
При любом пуске КУ наблюдается вспучивание объема воды в барабанах, сопровождаемое полным заполнением водомерного стекла. В отличие от энергетических паровых котлов, автоматически отключаемых при достижении высокого уровня воды в барабане, КУ, как правило, не отключаются, поэтому их барабаны должны иметь больший объем. Вместе с тем высокий [c.311]
При сравнении работы энергетических паровых котлов тепловых электростанций и КУ в ПГУ можно выявить ряд различий, оказывающих существенное влияние на их работу. Q, Г-диаграммы теплообмена двух сравниваемых барабанных котлов с естественной циркуляцией на докритические параметры пара приведены на рис. 8.3 и 8.28. Начальная температура газов в энергетических паровых котлах значительно выше и достигает в зависимости от сжигаемого топлива 1700—2100 °С. В КУ входная температура газов значительно ниже и обычно не превышает 600 °С, что заставляет компоновать его поверхности по-другому, устанавливая на входе газов пароперегреватель. Отношение водяных эквивалентов пара/воды и выходных газов становится меньше единицы, тогда как в энергетических паровых котлах оно значительно больше единицы. В итоге минимальный температурный напор перемещается с холодного конца экономайзера в энергетическом паровом котле на холодный конец испарителей КУ. Для энергетического парового котла отношение D IG 1,0—1,1, а для КУ оно значительно ниже и не превышает 0,25. Значительно большее количество газов на единицу массы генерируемого пара заставляет конструкторов стремиться к максимально глубокому 312 [c.312]
Необходимо иметь в виду, что температурный напор между газами и рабочим телом КУ в зоне парообразования и пароперегревателе на порядок ниже, чем в энергетическом паровом котле (см. рис. 8.3 и 8.28). Повышение давления рабочего тела в КУ на 5 % вызывает соответствующее повыщение температуры насыщения. Это уменьшает генерацию пара в части ВД примерно на 2 % и в части НД более чем на 3 %. Для энергетического парового котла это значение находится в пределах точности расчета. В КУ нельзя произвольно изменять подвод теплоты с выходными газами ГТУ, и поэтому температурный напор и температура рабочего тела должны быть рассчитаны по возможности точно. [c.314]
Группа III. Это ПГУ-ТЭЦ комбинированного типа, которые могут иметь тепловую схему с различным составом оборудования. Один из возможных вариантов такой схемы приведен на рис. 9.8, где представлена промышлен-но-отопительная ТЭЦ. Коллектор пара ВД связан с энергетическими паровыми котлами (на рисунке показан один из них ПК-1) и с контуром ВД КУ. Из этого коллектора могут питаться паром как паровые турбины с противодавлением ПТ1, так и паровые турбины типа КО с регулируемыми отборами и конденсатором ПТ2. Один из коллекторов технологического пара СД (2) питает соответствующие потребители, так же как и коллектор технологического пара НД (5). В деаэратор питательной воды ДПВ поступают конденсат из паровой турбины, конденсат технологического пара потребителей теплоты ТП1 и ТП2, а также добавочная вода из химводоочистки. [c.388]
Расчет КУ отличается от аналогичного расчета обычных энергетических паровых котлов, что объясняется спецификой тепловой схемы ПГУ При предварительном расчете схемы ПГУ-ТЭЦ достаточно провести только тепловой расчет КУ по уравнениям тепловых балансов для поверхностей теплообмена при контроле температурных напоров и минимальной температуры уходящих газов за КУ. Для теплового расчета задают давления пара в контурах, значения температурных напоров за экономайзерами (так называемые пинч-пойнты ), температуру питательной воды. [c.402]
При работе ПГУ с параллельной схемой должны быть соблюдены некоторые ограничения, связанные с паросиловым энергоблоком. Целесообразно выбирать тип энергетической ГТУ таким образом, чтобы как можно полнее использовать теплоту ее выходных газов, охладив их до обычной для КУ температуры (80—100 °С). Это потребует в определенных случаях снизить нагрузку энергетического парового котла и максимально загрузить паром паровую турбину. [c.489]
Тепловой баланс энергетического парового котла в соответствии со схемой тепловых потоков определяет его КПД [c.495]
Затем делают предварительный расчет КУ и ПТУ с учетом потоков конденсата и питательной воды, подогреваемых вне системы ее регенерации. После этого проводят поверочный расчет энергетического парового котла на частичной нагрузке в соответствии с требованиями технологического процесса, протекающего в нем, и расчет КУ. После соответствующих итераций переходят к определению показателей тепловой экономичности всей ПГУ. [c.497]
На первом этапе выполняют тепловой расчет КУ и его теплообменников с использованием характеристик ГТУ при заданных виде топлива, нагрузке и параметрах наружного воздуха. После этого делают поверочный расчет тепловой схемы ПТУ и, при необходимости, энергетического парового котла. Путем нескольких приближений уточняют конструктивную схему КУ, проверяют ограничения по работе ПТУ и энергетического котла. Затем определяют показатели тепловой экономичности ПГУ. [c.509]
При определении этих показателей авторами использована методика, применяемая для других типов ПГУ и базирующаяся на схеме тепловых потоков (рис. 11.19) (см. также 8.4 и п. 11.1.2). Отличие состоит в том, что в этой установке отсутствует КУ, так как выходные газы ГТУ сбрасываются преимущественно в топочную камеру энергетического парового котла. [c.511]
МПа и 350 °С) в количестве около 20 кг/с (для внешнего потребителя). Уходящие газы КУ при температуре около 270 °С направляются в горелки энергетического парового котла и частично (через газовый распределительный шибер — ГРШ) в его конвективную шахту за основным экономайзером. В этой шахте установлены также теплообменник ВД для подогрева питательной воды после деаэратора и теплообменник НД для нагрева части основного конденсата в обвод ПНД. Температура уходящих газов парового котла при этом может быть снижена приблизительно до 200 °С (рис. 11.22). [c.522]
В современных энергетических паровых котлах твердое топливо (бурые и каменные угли, антрацит, сланцы, торф) сжигается в виде пыли, которая подается в топочную камеру воздухом и во взвешенном состоянии сгорает в ее объеме. Такой способ сжигания называется камерным или факельным. [c.24]
Покрытие пиковых теплофикационных нагрузок (продолжительностью 1000—2000 ч в году) водогрейными котлами позволяет уменьшить на ТЭЦ количество энергетических паровых котлов высокого давления, что существенно снижает затраты на сооружение и эксплуатацию ТЭЦ. Поэтому в настоящее время все новые ТЭЦ сооружаются с установкой на них крупных пиковых водогрейных котлов, суммарная теплопроизводительность которых составляет примерно 50% максимальной теплофикационной нагрузки ТЭЦ. Учитывая незначительную продолжительность работы пиковых водогрейных котлов, для снижения капитальных затрат на установку их снабжают топочными устройствами для сжигания газа и мазута даже в тех случаях, когда эти котлы установлены на ТЭЦ, сжигающих твердое топливо в пылевидном состоянии. [c.44]
Предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся эксплуатацией, наладкой и проектированием энергетических паровых котлов. [c.2]
Необходимо, чтобы в каждом конкретном случае fei,. пр имел минимальное значение, приближаясь возможно ближе к соответствующему Ут, и все длительные тепловые нагрузки ТЭЦ покрывались паром из энергетических паровых котлов станции через теплофикационные турбины, а не через РОУ. Кратковременные ники тепловых нагрузок, в частности отопительно-вентиляционных, должны при этом покрываться пиковыми водогрейными прямоточными котлами. [c.308]
Энергетические паровые котлы изготовляют следующие котло-строительные заводы [c.21]
Для инженеров и научных работников, занятых эксплуатацией, наладкой, проектированием и исследованиями энергетических паровых котлов. [c.247]
Кроме основных энергетических паровых котлов, вырабатывающих пар для турбин, на ТЭС обычно имеются сетевые подогреватели, так называемые бойлеры и водогрейные котлы, -работающие в пиковом или стационарном режиме и подогревающие сетевую воду для теплоснабжения и горячего водоснабжения. Водогрейные котлы работают как самостоятельно, так и параллельно с сетевыми подогревателями — бойлерами. [c.11]
В зависимости от назначения котельных агрегатов вышеуказанные количественные и качественные характеристики могут изменяться в весьма широком диапазоне. В табл. 1 приведены основные параметры и мощности стационарных энергетических паровых котлов. [c.11]
Основные характеристики стационарных энергетических паровых котлов [c.11]
При теплофикации обеспечиваются потребности как в электрической, так и в тепловой энергии и достигается существенная экономия топлива по сравнению с раздельной выработкой этих энергоресурсов. Теплоснабжение от ТЭЦ становится рентабельным при тепловой нагрузке 600 МВт и выще. На ТЭЦ устанавливают самые мощные энергетические паровые котлы, вырабатывающие теплоноситель (водяной пар) высокого потенциала, например, давлением 24 или 13 МПа и температурой 565 °С (осваивается выработка пара с температурой 600" С и выще). Мощность современных ТЭЦ по тепловой нагрузке составляет 1000—2000 МВт. Теплоснабжение Москвы обеспечивается от 12 теплоэлектроцентралей. 169 [c.169]
Поверхности нагрева пылеугольных топок энергетических паровых котлов, покрытые слоем золовых отложений, нельзя считать серыми излучателями, как это принимают в настоящее время при расчетах. [c.129]
По сравнению с энергетическим паровым котлом высоких параметров с учетом вспомогательного оборудования и строительных работ водогрейный котел той же тепловой мощности стоит в несколько раз меньше. Снижение стоимости установленного 1 кет ТЭЦ с турбинами типа Т-50-130 приа,.зц=0,5 и применении пиковых водогрейных котлов достигает 15%. [c.114]
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРОВЫЕ КОТЛЫ [c.181]
Энергетические паровые котлы снабжают паром силовые установки, вырабатывающие главным образом электрическую энергию. Величины давления, обычно превыщаю-щего 15 кг1см , и температуры перегретого пара определяются условиями, принятыми при проектировании паровых турбин. [c.38]
По сравнению со 2-м изданием справочника в разд. 1 внесены существенные изменения. Помимо данных об энергетических паровых котлах в него включены сведения о водогрейных котлах и кот-лах-утилизаторах газотурбинных установок. Представлены материалы по токсичным продуктам сжигания топлива и внутритопочным способам снижения их выбросов в атмосферу. Тепловой расчет котлов изложен в соответствии с новой редакцией нормативного метода. Значительно изменен параграф, посвященный гидродинамике пароводяного тракта котла. Параграф Методы получения чистого пара заменен параграфом Конструктивные мероприятия по организации водного режима , отражающим новейшие подходы к определению распределения примесей. Эти подходы ос- [c.7]
Технические характеристики современных мощных пылеугольных и газомазутных энергетических паровых котлов, выпускаемых производственными объединениями Красный котельщик (ТКЗ), Сибэнергомаш (БКЗ) и ОАО Машиностроительный завод ЗиО-Подольск (ЗиО), приведены в табл. 1.2 и 1 3, а на рис. 1.2 показан поперечный разрез пылеугольного прямоточного котла Пп-2650-25-545БТ (П-67) энергоблока 800 МВт, спроектированного для сжигания сильношлакую-щего березовского угля. Котел однокорпусной, Т-образной компоновки, с подвеской всех элементов (кроме воздухоподогревателя) к каркасу, который совмещен с каркасом здания. Топочная камера квадратного сечения. Прямоточные горелки скомпонованы тангенциально и размещены по высоте топки в четыре яруса. В верхней части топки и через горелочные устройства предусмотрен ввод ре- [c.18]
Самый простой и самый неэкономичный способ — это нагрев воды с помощью редукционноохладительных установок (РОУ). Сетевая вода разделяется на несколько параллельных потоков и поступает к РОУ, подключенным к паропроводам, подающим пар к турбинам. Часть свежего пара, поступающего к каждой паровой турбине, редуцируется и направляется в сетевой подогреватель (СП), где, конденсируясь, передает тепло конденсации сетевой воде. По существу в этом случае на ТЭЦ параллельно с паровой конденсационной турбиной установлена котельная с дорогостоящим энергетическим паровым котлом на высокие параметры пара, иногда сверхкритического давления, с дорогостоящей РОУ, арматурой и теплообменником. [c.208]
Парогазовые установки с параллельной схемой работы (рис. В.5) в последние годы применяют достаточно часто. Выходные газы ГТУ направляются в КУ, где генерируется перегретый пар высокого или среднего давления. Пар поступает в головную часть паровой турбины либо в горячую нитку промежуточного перегрева. В обоих случаях он смешивается с паром, генерируемым в энергетическом паровом котле. Паровую нагрузку котла при этом несколько снижают, поддерживая номинальную или максимально возможную нагрузку паровой турбины. В хвостовой части КУ ГТУ размещают теплообменники, в которые подается часть основного конденсата и питательной воды ПТУ для снижения температуры уходящих газов. Значительным преимуществом установки является возможность достаточно просто перейти к автономной работе газовой и паровой частей ПГУ, которые связаны между собой только трубопроводами пара и воды, для этого достаточно перекрыть клапаны I, VI и VII. Установка дает дополнительную возможность работы по схеме ПГУ с КУ при отключенном энергетическом котле. При этом закрывают клапаны II—IV, VII и Щ а открытыми остаются клапаны I, V, VI и VIII. В этом режиме паровая турбина работает только на паре, генерируемом в КУ, а ее нагрузка соответственно занижена. [c.16]
Подобный технологический процесс реализован в ПГУ с полузависимой схемой работы (рис. В.6). Как и в предыдущем случае, за ГТУ устанавливают КУ. Теплота выходных газов газовой турбины утилизируется в теплообменниках высокого (ТО-ВД) и низкого давления (ТО-НД), куда поступают часть питательной воды после питательных насосов и часть основного конденсата обычно после одного ПНД паротурбинной установки. В этой ПГУ также легко осуществить переход к автономной работе газовой и паровой частей установки, а в энергетическом паровом котле можно сжигать органическое топливо любого вида. Охлаждение выходных газов ГТУ (с до Т ) позволяет нагреть воду (условный процесс Ь—Ь ). Подогрев воды в цикле Ренкина (участок Ь —с) осуществляется в регенеративных подогревателях отборным паром турбины, а также в экономайзере энергетического парового котла. Энергетический КПД ПГУ определяется по формуле (В.5). [c.16]
В тепловую схему рассматриваемой ПГУ без ее реконструкции можно внутри энергетического парового котла установить системы азотоподавления (DENOX) и удаления серы из дымовых газов (рис. 11.3). С учетом воднохимического режима оба парогенератора (КУ и основной пылеугольный котел) питаются обессоленной водой одинакового качества. В данном случае использована ГТУ типа V64.3 (мощность по ISO 64,8 МВт, температура выходных газов 560 °С, расход теплоты топлива в КС 175 МВт). Котел-утилизатор имеет температуру уходящих газов около 90 °С. [c.489]
Тепловую нагрузку энергетического парового котла и его паропроизводи-тельность изменяют в соответствии с работой ГТУ и количеством генерируемого в КУ пара. Если эта нагрузка оказывается ниже допустимой по режимным соображениям, то необходимо регулировать нагрузку ГТУ, что повлияет на экономичность всей установки. [c.497]
Вариант АО ЭНКО-центр . Выходные газы ГТУ направляются в двухконтурный КУ, в котором генерируется технологический пар для внешнего потребителя двух групп параметров в количестве около 20 кг/с при = 2,5 МПа и = 350 °С и в количестве приблизительно 12 кг/с при = 0,9 МПа и 7 = 250 °С. Уходящие газы КУ при температуре около 110 °С частично поступают на всас дутьевых вентиляторов энергетического парового котла и используются затем как окислитель в его топочной камере. Избыточное количество этих газов удаляется в дымовую трубу (рис. 11.23). [c.522]
Получение перегретого пара из сухого насыщенного осуществляется в пароперегревателе. Промышленные паровые котлы в основном вырабатывают насыщенный или слабоперегретый пар. В энергетических котлах необходимо вырабатывать пар с высоким перегревом, так как это повышает его энтальпию и соответственно термический КПД паросилового цикла. В промышленных и энергетических паровых котлах небольЩой мощности при перегреве пара до 500 °С обычно устанавливают конвективные пароперегреватели, т. е. такие, в которых передача теплоты осуществляется в основном за счет конвекции. [c.247]
В настоящее время паротурбипиые электростанции промпредприятий, как правило, оборудуются энергетическими паровыми котлами на давление 100 и 140 аг (абс.) с перегревом пара 540 и 570° С. Котлы на средние параметры (40 ат, 440° С) применяются в единичных случаях при расширении небольших ТЭЦ. [c.181]
mash-xxl.info
Паровой котел
Использование: в энергетических паровых котлах, предназначенных для работы на твердом топливе и природном газе. Сущность изобретения: в газовом тракте котла размещены пароперегреватель (4-8), экономайзер 3. воздухоподогреватель 2, основной теплообменник 10, включенный по греющей стороне в воздушный тракт воздухоподогревателя 2, а по нагреваемой в водяной тракт экономайзера 3, и дополнительно подключенный через запорные органы с байпасом к пароперегревателю, а также дополнительный теплообменник 21, включенный нагреваемым трактом параллельно через запорные органы с байпасом к экономайзеру (при работе котла на газе) и к пароперегревателю (при работе на угле). 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (l9) (I1) (sI>s F 22 В 33/18
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857686/06 (22) 27,06.90 (46) 15.10.92. Бюл. М 38 (75) Г.В Авдеев и В.P. Котлер (56) Авторское свидетельство СССР . ЬЬ 1413361, кл. F 23 1 15/00, 1986.
Авторское свидетельство СССР .
М 1455115, кл. F 22 В 33/18, 1986. (54) ПАРОВОЙ КОТЕЛ . (57) Использование: в энергетических паровых котлах, предназначенных для работы на твердом топливе и природном газе. Сущность изобретения: в газовом тракте котла размещены пароперегреватель(4-8), экономайзер 3, воэдухоподогреватель 2, основНоА теплообменник 10, включенный по греющей стороне в воздушный тракт воздухоаодогревателя 2, à по нагреваемой в водяной тракт экономайзера 3, и дополнительно подключенный через запорные органы с байпасом к пароперегревателю, а также дополнительный теплообменник 21, включенный нагреваемым трактом параллельно через запорные органы с байпасом к экономайзеру (при работе котла на газе) и к пароперегревателю (при работе на угле). 1 ил.
)о
I QO
I @0 О
1() ! .Ъ
1768863
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в конструкциях энергетических паровых котлов, предназначенных для работы на твердом топливе и природном газе.
Известны паровые котлы на твердом топливе, снабженные дополнительными теплообменниками, установленными на тракте подачи воздуха на систему пылеприготовления, Нагреваемой средой является питательная вода до экономайэера, греющей — горячий воздух после воздухоподогревателя.
Недостатками данной схемы являются:
1. Пониженный потенциал тепла первичного воздуха. что в случае ухудшения характеристик топлива, а именно, увеличение влажности и зольности угля и связанного с этим уменьшения теплоты сгорания, ведет к ограничению производительности системы пылеприготовления и следовательно нагрузки котла.
2. Температура сушильного агента — горячего воздуха перед системой пылеприготовления не влияет на выход окислов азота, т.к. температура обработанного суш.агента определяется Правилами технической эксплуатации и находится в пределах 70140 С. При работе котла на газе высокая температура вторичного воздуха обуславливает повышенный выход окислов азота.
Известны также паровые котлы. снабженные дополнительными теплообменниками, в которых уже воздух на систему пылеприготовления дополнительно догревается паром с пароперегревателя котла с температурой 510-520 С. Пароперегреватель в этом случае должен быть с повышенной поверхностью нагрева (повышение металлоемкости) с расчетом на дополнительный отбор тепла на дополнительный догрев воздуха. При работе котла на газе повышенная температура первичного воздуха при высокой температуре вторичного воздуха (температура воздуха после трубчатого воздухоподогревателя определяется условиями работы котла на твердом топливе) обуславливает высокий выход окислов азота.
Цель изобретения — обеспечение нагрузки котла и необходимых параметров пара при работе котла как на угле, так и на газе при минимально необходимой поверхности нагрева пароперегревателя при обеспечении допустимых норм выбросов окислов азота как на угле, так и при переходе с угля на гаэ.
Цель изобретения достигается тем, что в предлагаемом техническом решении котел снабжается так же как по прототипу второй теплообменник 21, связанный либо
50. с трактом перегрева пара с помощью подводящего 20 и отводящего паропроводов 22 с запорными органами 23 и 24 с байпасом 25, либо с трактом питательной воды с подводящим трубопроводом 26, отводящим 28, за55 порными органами 27 и 29 и байпасом 30.
Работа котла на угле, Теплообменники 10 связаны с трактом перегрева. После предпоследней ступени пароперегревателя 7 пар с температурой
500 — 520 С по паропроводу 9 при открытом
40 теплообменником, включенным по греющей среде в воздушный тракт воздухоподогревателя (в отличие от прототипа не на ответвлении тракта горячего воздуха на cv„стему пылеприготовления, à íà aecb расход горячего воздуха после воздухоподогревателя), а по нагреваемой среде через запорные органы с байпасом в тракт питательной воды до водяного экономайзера, (что обеспечивает при работе на газе снижение температуры воздуха) и кроме того снабжается дополнительным вторым теплообменником, размещенным в газовом тракте перед экономайзером (по ходу газов) и включенным нагреваемым трактом через запорные органы с байпасом либо к пароперегревателю (котел работает на угле с отбором тепла от пароперегревателя на дополнительный нагрев воздуха), либо к экономайзеру (котел работает на газе), а основной геплообмен р .. «| ник греющим трактом дополнительно подключен через запорные органы с байпасом к пароперегревателю (что обеспечивает при работе котла на угле повышенную температуру горячего воздуха).
На чертеже предложена схема котла.
Предложен котел с топкой 1, двухступенчатым воздухоподогревателем 2, двухступенчатым водяным экономайзером 3 и пароперегревателем, состоящим из потолочного пароперегревателя 4. пароперегревателя 1 . ступени 5, ширмового пароперегревателя 6. предпоследней ступени пароперегревателя 7 и выходной ступени
8, Ступень 7 соединена со ступенью 8 перепускным паропроводом 9, выведенным на боковые стороны котла. Сбоку котла, по сторонам конвективной шахты, устанавливаются теплообменники 10, связанные либо с трактом перегрева пара с помощью подводящего паропровода 9 и отводящего 11 с запорными органами 12 и 14 и байпасом J3, либо с трактом питательной воды с помощью подводящего трубопровода 15 и отводящего 16 с запорными органами 17 и 18 и байпасом 19.
8 конвективной шахте перед водяным экономайзером (по ходу газов) установлен
1768863 запорном органе 12 поступает в теплообменник 10, где догревает воздух после воздухоподогревателя 2 да температуры 450 С и возвращается в тракт пароперегревателя при открытом запорном органе 14 по трубопроводу 11. Регулирующий орган 13 на байпасе прикрыт. Питательная вода по трубопроводу 15 через регулирующий орган байпаса 19 и трубопровод 16 поступает в водяной экономайзер 1 ступени, Запорные органы 17 и t8 закрыты. Теплообменник 21 связан также с трактом перегрева пара. Пар с потолочного пароперегревателя 4 поступает а теплообменник 21 по паропроаоду 20 при открытом запорном органе 23 и возвращается в тракт пароперегреаателя по паропроводу 22 с открытым запорным органом
24, Регулирую ций орган 25 на бзйпасе прикрыт. Питательная вода из водяного экономайзера 3 поступает через трубопровод 26 через регулирующий орган байпэса 30 и трубопровод 28 в барабан котла. Зэпорные ,органы 27 и 29 закрыты.
При работе котла на угле в тракт пароперегревателя включается дополнительная поверхность нагрева 21, теплоаосприятие которой компенсирует отбор тепла на дополнительный нагрев воздуха в теплообменниках 10.
Работа котла на газе.
Теплообменники 10 связаны с трактом питательной воды до водяного экономайзера. Вода по трубопроводу 15 с открытым запорным органом 17 поступает в теплообменник 10 и охлаждает воздух после воздухоподогревателя 2 до 250-290 С . после чего по трубопроводу 16 с открытым запорным органом 18 поступает в водяной экономайзео 1 ступени. Регулирующий орган 19 на байпасе прикрыт. Пар из предпоследней ступени 7 поступает в последнюю ступень пароперегревателя 8 через байпас 13 при закрытых запорных органах 12 и 14. Теплообменник 21 также включен в тракт питательной воды после водяного экономайзера через открытые запорные органы 27 и 29, а регулирующий орган 30 на байпасе прикрыт. Из парового тракта теплообменник 21 исключен с помощью запорных органов 23 и 24 и пэр помимо теплообменника 21 из потолочного пароперегревателя а пэроперегреватель 1 ступени 5 поступает через регулирующий орган байпаса 25.
В результате при работе котла на природном газе обеспечивается дополнительное снижение выбросов окислов азота за счет снижения температуры горячего воздуха до 250-290 С и надежная работа системы регулирования температуры перегрева па5
55 ра за счет исключения дополнительной поверхности из тракта пароперегревателя и включения ее в тракт экономайзера., что обеспечивает наиболее эффективное использование поверхности нагрева (минимально необходимая поверхность пароперегревателя — это снижение металлоемкости котла при сохранении экономичности — сохранение высокого КПД котла).
Дополнительное снижение выбросов окислов азота эквивалентно снижению доли рециркуляции газов, либо снижению массы впрыска воды или пара в факел через горелки. Оба последних мероприятия при одинаковом эффекте по снижению выбросов окислов азота ведут к снижению КПД котла и замена этих мероприятий предлагаемым техническим решением по сути есть повышение КПД котла на соответствующую величину. Кроме того, применение рециркуляции газов в целях снижения выбросов окислов азота при номинальной нагрузке может быть ограничено по условиям черезмерного перегрева пара, хотя именно при номинальной нагрузке выброс окислов азота максимален.
При работе котла на угле при колебаниях характеристик топлива (увеличение влажности и зольности) за счет установки дополнительных теплообменников обеспе- чивается надежная и экономичная работа котла со вспомогательным оборудованием (воздух догревается до 450 С паром, а отбор тепла от пароперегреват ля компенсируется тепловосприятием дополнительной поверхности, включенной в начальный участок тракта перегрева пара).
Формула изобретения
Паровой котел, содержащий размещенные последовательно в газовом тракте пароперегреватель, экономайзер и воздухоподогреватель. воздушный тракт которого подключен к топке, а также основной теплообменник, включенный по греющей стороне в воздушный тракт воздухоподогреаателя, а по нагреваемой — e водяной тракт экономайзера, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности и эффективности путем снижения образования оксидов азота. он снабжен дополнительным теплообменником, размещенным в газовом тракте перед экономайзером и включенным нагреваемым трактом параллельно через запорные органы к экономайзеру и пароперегревателю, а основной теплообменник нагреваемым трактом дополнительно подключен байпасным трубопроводом, снабженным запорным органом, к пароперегревателю.
www.findpatent.ru
