Стартовая >> Архив >> Генерация >> Эксплуатация энергетических блоков

Организация топочного режима котлов, сжигающих высокореакционные угли при жидком шлакоудалении - Эксплуатация энергетических блоков

Оглавление
Эксплуатация энергетических блоков
Введение
Основные принципы организации режимов пуска блоков
Подготовка блока к пуску
Основные операции при пуске блока
Основные принципы организации режимов останова блоков
Особенности останова турбины
Работа блоков в стационарных режимах
Работа турбин под нагрузкой
Работа блоков в диапазоне допустимых нагрузок
Работа блоков на повышенных нагрузках
Работа блоков на скользящем давлении
Контроль за использованием мощности блоков
Работа блоков на топливах ухудшенного качества
Эксплуатация газомазутных котлов
Особенности работы газомазутных топочных камер со встречным и подовым расположением горелок
Опыт эксплуатации газомазутных котлов под наддувом
Коррозия поверхностей нагрева газомазутных котлов
Поддержание оптимальных температур уходящих газов и предварительного подогрева воздуха газомазутных котлов
Обеспечение взрывобезопасности газомазутных топочных камер
Эксплуатация пылеугольных котлов
Особенности топочных устройств и оборудования котлов, работающих на слабореакционных топливах
Особенности сжигания углей ухудшенного качества пылеугольных котлов
Организация топочного режима котлов, сжигающих высокореакционные угли при жидком шлакоудалении
Сжигание газа и мазута в сбросных горелках
Высокотемпературная коррозия экранов НРЧ при сжигании сернистых твердых топлив
Особенности эксплуатации топочных устройств котлов, работающих на сильношлакующем подмосковном буром угле
Особенности топочных устройств и оборудования котлов, сжигающих экибастузские каменные угли
Эксплуатация пылеугольных котлов при совместном сжигании твердого топлива с мазутом
Снижение присосов воздуха в топочную камеру и газоходы котлов
Очистка поверхностей нагрева котлов от наружных загрязнений
Эксплуатация подшипников скольжения паровых турбин
Эксплуатация систем гидроподъема роторов паровых турбин
Принудительное расхолаживание паровых турбин
Эксплуатация систем смазывания паровых турбин
Эксплуатация систем автоматического регулирования и защит паровых турбин
Эксплуатация подогревателей высокого давления
Эксплуатация поверхностных подогревателей низкого давления
Эксплуатация смешивающих подогревателей
Эксплуатация термических деаэраторов
Контроль за работой регенеративных подогревателей
Эксплуатация систем технического водоснабжения
Работоспособность металла оборудования
Работа металла оборудования в нестационарных режимах
Контроль состояния металла оборудования
Обследование и наладка паропроводов
Дефекты и отказы в работе металла поверхностей нагрева котлов и трубопроводов
Дефекты и отказы в работе металла паровых турбин
Дефекты и отказы в работе металла энергетической арматуры
Продление срока эксплуатации металла оборудования
Организация водно-химических режимов блока
Эксплуатация блоков на гидразинно-аммиачном водно-химическом режиме
Эксплуатация блоков на нейтрально-кислородном водно-химическом режиме
Организация контроля водно-химических режимов блоков
Состав эксплуатационных отложений пароводяных трактов блоков
Эксплуатационные химические очистки пароводяных трактов блоков
Защита пароводяных трактов блоков от стояночной коррозии

Организация оптимального топочного режима котлов, сжигающих высокореакционные угли типа донецких (ГСШ, ДСШ) при жидком шлакоудалении
В эксплуатации находится серия однокорпусных котлов ΤΠΓΙ-312Α и ТПП-312 (ТКЗ) с П-образной компоновкой поверхностей нагрева, сжигающих указанные угли. В котле ТПП-312А в отличие от базовой модели ТПП-312 применены более мощные горелки, установлены вертикальные, ширмы (вместо горизонтальных). Призматические топочные камеры этих котлов прямоугольного сечения (без пережима) рассчитаны на теплонапряжения объема qv = 0,135 МВт/м3 и сечения qF = 5,3 МВт/м2. На фронтовой и задней стенах встречно в одни (котел ТПП-312А) или в два (котел ТПП-312) яруса расположено 8 (16) вихревых прямоточно-лопаточных (или улиточно-лопаточных) горелок тепловой мощностью соответственно 100 и 50 МВт. Для удаления жидкого шлака подовая часть котлов имеет уклон 8° в сторону леток. Экраны нижней части топочных камер до отметки 12 (14) м полностью ошипованы и покрыты огнеупорной массой. Для снижения температуры на выходе из топочной камеры и интенсивности шлакования осуществлена рециркуляция дымовых газов в верхнюю часть топки. Основные технические характеристики котлов ТПП-312А и ТПП-312 см. в табл. 3.2.
Системы пылеприготовления (рис. 3.17) каждого котла индивидуальные с пылевыми бункерами и шаровыми барабанными мельницами Ш-50А производительностью 75 т/ч по ГСШ. Каждый котел имеет две пылесистемы. Транспортирующим и сушильным агентом является смесь воздуха (ίв=410:415 °С) с горячими дымовыми газами (iд.г =310:320 °С), отбираемыми перед РВП и подаваемыми от напорного короба дымососа рециркуляции газов в пылесистему. Состав смеси регулируется таким образом, чтобы содержание кислорода по показанию кислородомера пылесистемы составляло 15,5—16,0 %. Трудности сжигания донецких углей типа ДСШ и ГСШ в котлах ТПП-312А и ΤΠΠ-3Γ2 решаются путем повышения температуры горячего воздуха, утепления нижней части топочной камеры шипованными экранами, ступенчатого распределения воздуха и др. Эти позволяет получить высокие температуры в ядре горения (1650—1700 °С).
На котлах ТПП-312А и ТПП-312 в основном применены прямоточно-лопаточные горелки (рис. 3.18). Горелки с регулируемой подачей сушильного агента через дополнительный канал, расположенный между каналами пылевоздушной смеси и центральным, и двухпоточные по вторичному воздуху позволяют управлять топочным режимом — изменять температурный уровень в камере и соотношение скоростей w2/w1.
Положительный опыт эксплуатации позволил распространить прямоточно-лопаточные горелки с пониженной степенью крутки (nг=1,33) на все пылеугольные котлы
ТПП-312А и ТПП-312. Основными их преимуществами перед улиточно-лопаточными горелками являются уменьшение сопротивления тракта пылевоздушной смеси на 390— 500 Па и соответственно увеличение КПД котла (нетто) примерно на 0,4%, снижение металлоемкости и трудозатрат на изготовление и ремонт горелок, упрощение конструкции и технологии их изготовления, снижение концентрации окислов азота в дымовых газах.
В табл. 3.4 приведены режимные параметры котла ТПП-312А при сжиганий газовых углей.

Система пылеприготовления котла
Рис. 3.17. Система пылеприготовления котла ТПП-312А:
1 - бункер сырого угли; 2 — ленточный питатель сырого угля; 3 — мельница; 4 — сепаратор; 5 — циклон; 6— бункер пыли; 7 — влагоотсос из бункера пыли; 8 — мельничный вентилятор; 9- линия рециркуляции; 10 — байпас пылесистемы; 11 — горячий воздух после воздухоподогревателя; 12 - присадка холодного воздуха от дутьевого вентилятора; 13 — горячие дымовые газы из газохода после водяного экономайзера от дымососа рециркуляции газов; 14 — холодные дымовые газы из газохода после осевого дымососа котла от дымососа присадки газон; 15— пылепроводы к горелкам
Наличие инертных газов в качестве сушильного агента в мельницах определило некоторые особенности эксплуатации котлов ТПП-312А, ТПП-312. Количество газов, проходящих через каждую пылесистему, составляет 30—35 % общего количества сушильного агента, идущего к мельнице.
Рис. 3.18. Схема прямоточно-лопаточной горелки: 1 — труба для подачи частя сушильного агента; 2 — прямоточный ввод пылевоздушной смеси; 3 — короба вторичного воздуха; 4— аксиальные лопаточные аппараты; 5, 6 — наружный и внутренний каналы вторичного воздуха; 7, 8 —каналы пылевоздушной смеси и части сушильного агента; 9, 10 — труба и канал для подачи воздуха к мазутной форсунке; 11 — труба для растопочного устройства; 12 — труба для мазутной форсунки

Таблица 3.4. Режимные параметры котла ТПП-312А [3.27]

Транспорт пыли в топочную камеру осуществляется мельничным воздухом. Таким образом, газы, идущие через пылесистемы, являются как бы рециркуляцией в горелки котла. Из-за этого доля первичного воздуха
снижена в данной схеме транспорта пыли на 30—40 % и составляет вместо 20 % при чисто воздушной сушке только 12—14 %. Это приводит к тому, что для сохранения воздушного баланса доля вторичного воздуха возрастает. Такое положение влечет за собой нарушение соотношения скоростей вторичного и первичного воздуха в горелках W2'/w1 и повышение сопротивления горелок по вторичному воздуху. Кроме того, наличие инертных газов в первичном воздухе предопределило значительное различие действительных и расчетных тепловосприятий отдельных поверхностей нагрева.

Рис. 3.19. Зависимость температуры газов в верхней части топки котла ТПП-312А (на отметке 34,3 м):
а -от нагрузки котла; б — от коэффициента избытка воздуха; о от содержания кислорода в пылесистемах
Опыт эксплуатации показал, что процент содержания кислорода в пылесистемах значительно влияет на интенсивность выхода жидкого шлака.

Так, при снижении кислорода (в мельничном вентиляторе) с 16 до 12% температура в ядре горения снижается на каждый процент снижения кислорода на 15—20 °С, а в верхней части топочной камеры возрастает на столько же, о чем свидетельствуют данные, приведенные на рис. 3.19, а. Такое перераспределение температур в топочной камере говорит о затягивании процесса горения, что подтверждается также возрастанием тепловосприятий поверхностей нагрева, расположенных вверху топочной камеры. Следует иметь в виду, что и этих режимах температура металла выходных змеевиков ширм достигает, а иногда и превышает предельно допустимое значение, тогда как при O2 =16% эта температура не превышает 540—550 °С. При увеличении содержания кислорода за мельничными вентиляторами более 16% выход жидкого шлака практически не меняется, а распределение температур в зоне горения изменяется незначительно (остается на уровне 1700—1720°С).

Температура вверху топочной камеры снижается м достигает 1310—1320 °С, как и при работе пылесистемы котла на чистом воздухе [3.8. 3.9]/
По условиям протекания топочного процесса (устойчивости воспламенения, интенсивности горения и смесеобразования, вытекания жидкого шлака и пр.) оптимальное значение коэффициента избытка воздуха при сжигании донецких углей и подаче всего воздуха, необходимого для горения, через основные горелки может составлять 1,1 вместо 1,2, рекомендованного нормами. Вместе с тем при работе с таким сравнительно низким а в условиях эксплуатации (значительные пульсации в подаче топлива, часто меняющееся качество угля, недостаточно эффективные средства очистки и пр.) температура газов в поворотной камере может увеличиться и возникнет опасность шлакования и заноса в верхней части топки и конвективного пароперегревателя высокого давления. Поэтому избыток воздуха перед водяным экономайзером в условиях эксплуатации при подаче всего воздуха и топочную камеру через основные горелки следует поддерживать на уровне 1,20—1,21. При этом содержание горючих в золе уноса не Превышает 1,0%, потери теплоты с механическим недожогом находятся ни уровне 0,2—0,3%, а потери теплоты с уходящими газами составляют 7,6—7,7%, температура уходящих газов 156—157 °С при температуре холодного воздуха —30 °С. Коэффициент полезного действия брутто находится па уровне 91,3%, указанное значение КПД получено в эксплуатационном режиме, когда сушка топлива в пылесистемах осуществляется смесью газов и горячего воздуха при содержании кислорода за мельничными вентиляторами 16%.
На рис. 3.20 приведен л зависимость тепловых потерь котла ТПП-312А от коэффициента избытка воздуха. Экономически целесообразно вести режим с избытками воздуха 1,20 и выше, так как при этом q КПД «брутто» котла изменяются менее значительно, чем αв.э ниже 1,20. При оптимальном избытке воздуха температура в зоне горения составляет 1700—1720 °С, а в месте ввода рециркуляции газов (отметка 34,3 м) — около 1400 °С (см. рис. 3.19,6). На рис. 3.21 представлены основные потерн котла в зависимости от его нагрузки [3.8, 3.9].

В результате испытаний установлено, что котлы ТПП-312А и ТПП-312 могут устойчиво работать на пыли без подсветки мазутом в диапазоне нагрузок 60—100% номинальной. В этом интервале нагрузок оптимальные показатели экономичности получены при αв.э =1.20. По условиям нормального выхода жидкого шлака диапазон нагрузок составляет 100—60% номинальной.
Установлено значительное влияние на температуру газов в поворотной камере, а также на интенсивность шлакования пароперегревателя избытка воздуха (см. рис. 3.19,б), Например, для котла ТПП-312 при нагрузке, близкой к номинальной, изменение αт на 10 % вызывает изменение температуры газов на выходе из топочной камеры примерно на 35 °С, причем со снижением нагрузки чувствительность этой температуры к изменению избытка воздуха уменьшается.
Большое влияние на интенсивность выхода жидкого шлака оказывает скорость первичного воздуха на выходе из горелок. Оптимальная скорость — 25—27 м/с, при ω1 более 28 м/с заметно ухудшается выход жидкого шлака, а при скоростях более 33—35 м/с выход шлака практически прекращается и появляется значительная сепарация пыли на под топки. Оптимальная скорость вторичного воздуха выбирается на основании большого числа показателей работы топочной камеры котла, в отличие от скорости первичного воздуха.
Установлено [3.8], что при калорийности топлива более 20 950 кДж/кг скорость вторичного воздуха не оказывает значительного влияния на режим работы топочной камеры. Однако при калорийности топлива менее 20 950 кДж/кг работа с расчетной (35 м/с) скоростью вторичного воздуха в большинстве случаев приводит к ухудшению работы топочной камеры. В этих режимах необходимо прикрывать шиберы на периферийных каналах горелки для увеличения скорости вторичного воздуха на выходе нз нее до 40—45 м/с. Это влияние, по-видимому, можно объяснить тем, что поступающее в горелки низкокалорийное топливо, имеющее повышенное содержание балласта (зола и водяные пары), необходимо лучше прогреть для его воспламенения, что достигается увеличением степени прикорневой рециркуляции топочных газов.
Выявлено существенное влияние на температуру газов по ширине газохода поворотной камеры количества работающих горелок и степени рециркуляции газов. В частности, при изменении степени рециркуляции от 0 до 20 % температура газов в поворотной камере снижается на 30 °С. Такое же влияние на температуру оказывает увеличение на 10% коэффициента избытка воздуха. Однако регулирование температуры газов изменением избытка воздуха сопровождается, как указывалось, ухудшением экономичности котла. Влияние изменения степени рециркуляции дымовых газов на топочный режим и экономичность котла менее значительно, так как большая часть газов подается в верхнюю часть топочной камеры и лишь незначительная их часть — в зону горения (в основном отмечается влияние на потерн теплоты с уходящими газами, а изменение других тепловых потерь мало).
Увеличение степени рециркуляции газов на 10 % повышает потери теплоты с уходящими газами примерно на 0,25 %, при этом незначительно снижается КПД нетто котла (вследствие затрат электроэнергии на привод дымососов рециркуляции). Увеличивается также скорость газов в конвективной шахте и повышается интенсивность износа труб соответствующих поверхностей нагрева, что несколько ограничивает применение рециркуляции газов на котлах, сжигающих высокозольные топлива. Для предотвращения шлакования температура газов перед ширмами не должна превышать 1200 °С и в зависимости от условий работы топки должна поддерживаться путем рециркуляции дымовых газов.
Высокое содержание тугоплавких компонентов (Si2O+Al2O3=78,1:81,35 %) определяет высокую температуру плавления золы, что может нарушить нормальное вытекание шлака. Это вызывает необходимость поддержания в ядре факела температуры 1650—1700 °С, при которой обеспечивается перевод минеральной части топлива в расплав. При сепарации топлива на под топки происходит восстановление окислов железа, что приводит к обеднению ими силикатного расплава шлака. В результате этого может происходить сильное повышение вязкости расплава, вызывающее затягивание летки и ряд эксплуатационных осложнений, связанных с выделением на поде топки расплавленного железа.



 
« Эксплуатация электростанций, работающих при сверхкритических параметрах   Электрогидравлический динамический генератор »
электрические сети