О работе поверхностей нагрева котла П-67 Березовской ГРЭС-1 - Коэффициенты загрязнения ширмовых и конвективных поверхностей нагрева

Коэффициенты загрязнения ширмовых и конвективных поверхностей нагрева ζ.

Из рис. 2 видно, что значения всех коэффициентов загрязнения ширмовых поверхностей стабилизируются в течение 10-дневной рабочей кампании на базовой нагрузке 750 МВт на значительно более низком уровне по отношению к одному - двум дням сразу после пуска.

Рис. 2. Коэффициенты загрязнения ζ ширмовых пароперегревателей котла П-67 ст. № 2 в мае 2001 г.

В табл. 1 приведены эти средние значения ζ ширм котла П-67 ст. № 2 в сопоставлении со значениями ζ ширм того же котла при работе с нагрузкой N « 650 МВт годом ранее - до проведения реконструкции на горелках и тракте рециркуляции газов.
Превышение первоначального уровня загрязнений ширм над последующим объясняется, по- видимому, золосажистыми отложениями с меньшей теплопроводностью, которые возникают на ширмах после длительных растопок на мазуте и которые в последующем выгорают и обрушиваются, в том числе при очистке аппаратами ОГ-12.
Данные Сибтехэнерго по коэффициентам загрязнения ширм на котле П-67 ст. № 1 по результатам испытаний в 1998 г., соответствующие 100%- ной нагрузке δQ= 1,0, составляют:   0,026;  0,014;  0,016;  0,009, а по результатам испытаний в ноябре 2000 г., соответствующие 0,842, 0,024;
0,0055;   0,011;   0,0078.
Приведенные данные показывают, что до выполнения реконструктивных работ на топочной камере при нагрузке Ν= 650 МВт, δQ ~ 0,79 и при п в диапазоне от 26 до 46 коэффициенты загрязнения ширм на котле П-67 ст. № 2 являются стабильными, причем, на уровне, существенно превышающем уровень на этом же котле после проведения этой реконструкции при нагрузке, близкой к номинальной.
Можно предположить, что темп роста термического сопротивления загрязнений ширм при нагрузке 750 МВт при продолжении работы до п = 40 будет незначительным, поскольку в течение первых 10 дней работы этот рост не отмечался. В этом случае уровень ζ ширм котла П-67 ст. № 2 после реконструкции может не превысить указанный уровень ζ ширм до реконструкции.
Коэффициенты загрязнения КПП, КВП и ЭКО котла П-67 ст. № 2 в период короткой кампании на нагрузке 750 МВт приведены на рис. 3. Отмечается разброс значений в диапазоне 0,007 - 0,011 при их среднем значении 0,0085. Значения эко более стабильны, их среднее значение 0,008, отмечается некоторый рост ζэко от 0,007 до 0,0082 к окончанию 10-дневной кампании. Указанные средние значения конвективных поверхностей приведены в табл. 2 в сопоставлении с соответствующими значениями при работе котла П-67 ст. № 2 годом ранее на нагрузке 650 МВт и в сопоставлении со значениями, полученными Сибтехэнерго в 1998 и 2000 гг.
Из приведенных данных следует, что для котла П-67 ст. № 2 после реконструкции топочно-горелочного устройства в 10-дневной кампании значения ζ для КПП и КВП также не превышают соответствующих значений, относящихся к работе котла годом ранее на меньшей нагрузке, но при более длительной непрерывной кампании. То же относится и к сопоставлению с данными Сибтехэнерго для котла П-67 ст. № 1.

Таблица 1

Таблица 2

Вместе с тем ζэкоκο котла П-67 ст. № 2 в 2001 г. на нагрузке, близкой к номинальной, несколько выше, чем годом ранее при Ν= 650 МВт и по отношению к котлу П-67 ст. № 1 в 1998 г., однако ниже, чем в ноябре 2000 г.

Рис. 3. Коэффициенты загрязнения ζκпп, Сквп и СЭко котла П-67 ст. № 2 в мае 2001 г.

Рис. 4. Коэффициенты относительной аэродинамической чистоты φ для КПП, КВП и ЭКО котла П-67 ст. № 2 в мае 2001 г.
Таким образом, можно отметить, что для продолжения работы котла П-67 ст. № 2 и после 10-дневной рабочей кампании на нагрузке N= 750 МВт в течение не менее двух недель имеется также определенный “резерв” по загрязнению конвективных поверхностей нагрева. При этом ожидается, что ζэко будет стабильным.

Относительные показатели аэродинамической чистоты конвективных поверхностей нагрева φ определяют отношение параметра рассчитанного для данной поверхности в данном режиме работы котла к “базовому” - исходному параметру- для той же поверхности в
базовом режиме. Здесь F - величина усредненного по поверхности нагрева фактического живого сечения для прохода газов, м², а ζ - фактический коэффициент аэродинамического сопротивления данного конвективного пакета. Включающий эти величины параметр (F/√ζ") определяется из формулы аэродинамического сопротивления пакета змеевиков АР

где Вр - расход топлива, т/ч; V и Г- объем и средняя температура газов в пакете, м³/кг и °С соответственно; р - плотность газов, м³/кг.
Показатели φ определяются для подверженных заносу эоловыми отложениями пароперегревателей КПП, КВП, а также для мембранного экономайзера ЭКО.
Базовым - исходным состоянием этих поверхностей, при котором φ = 1, принято состояние КПП, КВП и ЭКО котла П-67 ст. № 2 в опыте 16/V 2001 г., т.е. в первый день работы после текущего ремонта на нагрузке N и 750 МВт.
Поскольку загромождение золошлаковыми отложениями КПП и КВП котлов П-67 является одним из факторов, ограничивающих нагрузку энергоблоков, анализ изменения показателя φ для КПП, КВП и ЭКО имеет определенное значение. Этот анализ позволяет оценить количественно со-
стояние конвективного пакета в процессе эксплуатации, после реконструкции и после применения новых профилактических средств очистки.
На рис. 4 показаны значения φ для КПП, КВП и ЭКО в короткой рабочей кампании котла П-67 ст. № 2 в мае 2001 г.
Значения φ для КПП и КВП после некоторого колебания к окончанию 10-дневной кампании снизились до значения 0, 91, или на 9%. При этом значение фэко возросло до 1,07, или на 7%. Увеличение значения φ над базовым (исходным) может означать уменьшение коэффициента аэродинамического сопротивления пакета при относительно небольшом загромождении живого сечения для прохода газов. Для мембранного экономайзера типичным является налипание золы на участки мембраны, примыкающей к трубе, что приводит к “превращению” в определенной степени шахматного мембранного пучка труб в коридорный со значительно более низким коэффициентом аэродинамического сопротивления ζ. Однако при заносе ЭКО с существенным загромождением сечения F значение φ будет все же меньше базового значения, равного 1, если это базовое значение относится к более чистому пакету ЭКО.
В табл. 3 приведены значения φ для КПП, КВП и ЭКО как после 10-дневной кампании котла П-67 ст. № 2 в мае 2001 г. на нагрузке /V - 750 МВт, так и при работе этого котла годом ранее на нагрузке N « 650 МВт.
Приведенные данные φ показывают, что к окончанию 10-дневной кампании (п = 10) в 2001 г. при нагрузке 750 МВт состояние КПП и КВП котла П-67 ст. № 2 было не менее чем на 20% лучше (чище), чем более года назад при стабильной нагрузке 650 МВт при п = 26 и η = 37. Превышение же фэко в 2000 г. в 1, 9 и в 1, 652 раза “базового” значения фэко в 2001 г., равного 1, указывает на соответственное этому превышению более чистое состояние экономайзера котла в 2000 г. при Ν= 650 МВт по сравнению с его состоянием спустя год на нагрузке 750 МВт.

Таблица 3

Таким образом, можно сделать заключение, что по “аэродинамической” чистоте пароперегревателей КПП и КВП котел П-67 ст. № 2 также “обладает” определенным резервом в части продолжения работы на нагрузке 750 МВт примерно до и ~ 26. Можно предположить, что в этот период состояние экономайзера существенно не ухудшится, поскольку в течение первых 10 дней значение φэко практически не уменьшилось.
Вместе с тем, более длительный период работы котла на нагрузке 750 МВт может привести к значительному заносу пакетов конвективной шахты и необходимости снижения нагрузки. Без применения дополнительных средств очистки, в том числе не в последнюю очередь на экономайзере, длительная работа котла с нагрузкой, близкой к номинальной, практически невозможна. Могут потребоваться также определенные реконструктивные мероприятия непосредственно на КПП и ΚΒΙI.

О возможном прогнозе длительности рабочей кампании с нагрузкой N « 720 МВт.

Прогноз о возможной длительности работы котла П-67 ст. № 2 с нагрузкой Ν= 720 МВт может основываться на приведенном ранее прогнозе о длительности работы котла на нагрузке 750 МВт (п ~ 26). Прогноз по длительности работы котла П-67 ст. № 2 на нагрузке Ν= 750 МВт был сделан по изменению показателей состояния поверхностей нагрева как в короткой (77 = 10) кампании на этой нагрузке, так и в более длительной кампании на нагрузке 650 МВт годом ранее. Учитывались также результаты испытаний Сибтехэнерго котла П-67 ст. № 1 в 1998 и в ноябре 2000 г.
Из анализа приведенных данных можно заключить, что выполненная в 2000 - 2001 гг. реконструкция топочно-горелочного устройства котла П-67 ст. № 2 является основной причиной значительного улучшения показателей поверхностей нагрева котла (кроме экономайзера).
Эффективность реконструкции может быть дополнительно оценена количественно по сопоставлению показателей до и после нее при близких и достаточно больших значениях л, а также после завершения этой реконструкции на котле П-67 в полном объеме. Реконструкция топочно-горелочного устройства котла П-67 ст. № 2 отличается от аналогичной реконструкции котла П-67 ст. № 1, выполненной к 1992 г. Отличие состоит в относительно большей пропускной способности тракта рециркулирующих газов в топку котла ст. № 2 и в лучшей защите от шлакования поверхности экрана, прилегающей к амбразурам горелок.
Возможная длительность рабочей кампании (п) котла П-67 ст. № 2 на нагрузке Ν— 720 МВт и при номинальной величине ίΠΒ будет больше указанной ранее для опробованной в мае 2001 г. нагрузки N= 750 МВт (п = 26). По-видимому, п может быть в пределах 30-40 при N = 720 МВт. Более точный прогноз возможен после проведения опытной эксплуатации в течение не менее 1 мес на требуемой нагрузке.