Стартовая >> Архив >> Генерация >> Об энергоустановках с пылеугольными котлами

Об энергоустановках с пылеугольными котлами

Копсов А. Я., Штромберг Ю. Ю., кандидаты техн. наук, Понасечкин С. А., инж.

Уголь является старейшим энергетическим топливом как в нашей стране, так и во всем мире. Отношение же к нему энергетиков, особенно в нашем государстве, периодически менялось. Сейчас у нас наступили времена, когда, видимо, придется увеличить долю угля в структуре топлива для тепловых электростанций.
Несмотря на некоторое снижение доли использования угля в мировой энергетике, во многих странах пылеугольным электростанциям уделяется серьезное внимание.
Планируется ввод новых энергоблоков с пылеугольными котлами. Так, в [1] дана информация о том, что в Индонезии до 2002 г. предполагается сооружение новых пылеугольных блоков суммарной мощностью 7 млн. кВт, а в Южной Корее к 2006 г. будет введено 14 млн. кВт новых мощностей на угольных ТЭС, в том числе 20 блоков мощностью по 500 кВт. Новые котлы будут высокоэкономичными.

За последние 30 лет в отечественной теплоэнергетике очень сильно изменилась структура топлива, сжигаемого в котлах ТЭС. Это следует из данных [2], систематизированных в табл. 1.
Доля угля в структуре топлива на ТЭС за это время снизилась с 56,2 до 25,5% в 1992 г., затем несколько повысилась до 29,3% в 1998 г. После 1973 г. одновременно со снижением доли угля снизилась и доля мазута с 28,6 до 6,7% в 1999 г. Все это происходило за счет значительного увеличения доли газа в котельном топливе с 22,0 до 64,3%. Приведенные данные относятся ко всем энергоустановкам ТЭС; что же касается энергоблоков, то там картина несколько другая. В табл. 2 приведена информация по самым массовым энергоустановкам - энергоблокам мощностью 200 и 300 МВт, при этом использовались сведения [2] и [3].
На блоках мощностью 200 МВт с пылеугольными котлами за последние 14 лет доля угля в сожженном топливе менялась меньше, чем доля мазута. На пылеугольных блоках мощностью 300 МВт наблюдается некоторое увеличение доли угля в сожженном топливе.
Известно, что газомазутные котлы имеют много преимуществ перед пылеугольными, среди них экологичность и экономичность.
Преимущество в экономичности газомазутных котлов можно было наблюдать даже на стадии их освоения. Показатели работы двухкорпусных котлов блоков 300 МВт [3] за 1996 г. приведены далее.

 

Котел

пылеуголъный
ТПП-110

газомазутный
ПК-41

Удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию, г/(кВт-ч)

382,9

343,8

Расход электроэнергии на

 

 

собственные нужды на выработку электроэнергии,%

7,0

4,7

Еще более убедительными являются показатели работы котлов одной и той же марки, но сжигающих различное по структуре топливо. Такие данные по котлам ТП-100 блоков мощностью 200 МВт [3] за 1996 г. приведены далее.

 

Топливо, %

уголъ - 96,8 уголъ - 47,0 мазут - 3,2 газ - 53,0

Удельный расход условного топлива на отпущенную электроэнергию, г/(кВт-ч)

387,0

350,0

Расход электроэнергии на собственные нужды на выработку электроэнергии,%

7,3

6,2

Наработка на отказ блока, ч

376,8

1383,2

Параметр потока отказов, отк/1000 ч

2,65

0,72

Такая же зависимость показателей работы энергоустановок от сожженного топлива сохраняется и в периоде полного освоения блоков и их длительной эксплуатации, что следует из табл. 3, в которой систематизированы сведения [2] и [3] по энергоблокам ТЭС мощностью 200 и 300 МВт.
На каком же уровне находятся энергетические блоки с пылеугольными котлами отечественных ТЭС, можно выявить из сравнения показателей их работы с показателями работы аналогичных блоков ТЭС США.
Таблица 1


Год

Страна

Сожженное на ТЭС топливо, %

Уголь

Газ

Мазут

Прочее

1970

СССР

56,2

22,0

21,8

-

1971

53,5

22,8

23,7

-

1973

52,7

18,7

28,6

-

1974

53,4

18,6

28,0

-

1985

32,0

40,3

25,9

1,8

1986

31,5

43,6

23,2

1,7

1990

28,3

54,0

16,3

1,4

1991

Россия

26,9

59,5

13,4

0,2

1992

25,5

61,8

12,4

0,3

1997

28,2

62,8

8,7

0,3

1998

29,3

61,8

8,6

0,3

1999

28,8

64,3

6,7

0,2

Такие показатели отечественных конденсационных блоков (из [2] и [3]) с пылеугольными котлами за разные годы приведены в табл. 4.
В табл. 5 собрана информация (из [4] и [5]) о работе американских энергоблоков с пылеугольными котлами различной мощности также за разные годы.
Таблица 3


Показатель

Год

1985

1990

1992

1999

Пыле-
угольные котлы

Газо-мазутные
котлы

Пыле-
угольные котлы

Газо-мазутные котлы

Пыле-
угольные котлы

Газо-мазутные котлы

Пылеугольные котлы

Газо-мазутные

котлы

Блоки 200 МВт

Число энергоблоков

97

56

97

64

34

38

38

38

Удельный расход топлива, г/(кВт-ч)

368,6

341,5

373,4

344,4

371,3

339,2

364,2

342,1

Расход электроэнергии на собственные нужды на выработку электроэнергии, %

7,70

5,03

7,67

5,22

7,45

5,09

7,39

5,38

Блоки 300 МВт

Число энергоблоков

75

79

81

83

27

50

27

50

Удельный расход топлива, г/(кВт-ч)

355,2

328,3

360,0

330,7

374,9

325,1

373,7

326,7

Расход электроэнергии на собственные нужды на выработку электроэнергии, %

5,67

3,21

5,47

3,31

5,99

3,31

6,10

3,47

Анализ сведений, приведенных в табл. 4, дает основания утверждать, что интенсивность использования всех российских блоков за период 1986 - 1999 гг. снизилась, так же, как и готовность блоков к работе. Исключение составляют лишь блоки мощностью 500 МВт, готовность которых за последние годы повысилась. Как положительное явление стоит отметить, что надежность отечественных энергоблоков не только не снизилась, но даже несколько повысилась. Снижение готовности блоков к работе можно объяснить увеличением времени нахождения энергоустановок в плановых ремонтах.
Таблица 2

 

Год

Сожженное топливо, %

Уголь

Газ

Мазут

Все энергоблоки 200 МВт

1962

63,0

37,0

-

1963

58,0

42,0

-

1964

69,0

26,0

5,0

1965

67,0

24,5

8,5

1966

72,0

24,0

4,0

1974

66,7

18,9

14,4

1985

43,1

39,5

17,4

1990

37,6

47,5

14,9

1998

36,0

60,5

3,5

1999

35,6

62,5

1,9

Энергоблоки 200 МВт с пылеугольными котлами*

1985

71,4

12,0

16,6

1988

68,6

16,6

14,8

 

1990

66,4

15,8

17,8

1992

68,8

24,7

6,5

1998

71,1

26,9

2,0

1999

70,9

27,8

1,3

Все энергоблоки 300 МВт

1971

44,0

9,0

47,0

1985

37,5

40,1

22,4

1990

35,1

44,5

20,4

1998

29,1

53,0

17,9

1999

28,6

60,4

11,0

Энергоблоки 300 МВт с пылеугольными котлами

1985

74,2

17,4

8,4

1988

69,3

24,3

6,4

 

1990

66,6

26,2

7,2

1992

77,2

12,8

10,0

1998

81,3

11,4

7,3

1999

82,0

11,8

6,2

  1. На блоках, кроме угля, использовалось и другое твердое топливо.

Таблица 4


Год

Страна

Мощность
блоков,
МВт

Число блоков с пылеугольными котлами

Показатель

Коэф-
фициент
технического
использова
ния,
%

Коэф-
фициент использования установленной мощности, %

Коэф-
фициент
рабочего
времени,
%

Коэф-
фициент неплановых простоев, %

Средняя наработка на отказ, ч

Параметр потока отказов, отк/1000 ч

 

СССР

150 - 165

30

86,3

67,3

 

 

 

 

1986

200

97

86,8

67,4

 

 

 

 

300

78

86,2

69,5

 

 

 

 

 

500

15

79,2

66,3

76,6

9,1

247

4,04

 

150 - 165

33

87,9

 

 

1,1

3502

 

 

200

109

82,6

 

 

4,1

857

 

1991

300

82

84,4

 

 

3,6

909

 

 

500

16

69,0

53,4

67,5

20,7

216

4,63

 

800

6

79,7

36,0

 

3,4

618

 

 

Россия

150 - 160

17

87,7

42,3

 

0,8

3600

 

 

200

34

79,4

52,3

 

5,4

722

 

1992

300

27

83,4

62,9

 

3,7

931

 

 

500

7

67,1

47,1

51,8

13,7

342

2,92

 

800

2

78,8

22,0

 

2,8

607

 

 

150 - 160

24

85,3

 

 

1,5

4619

 

 

200

38

80,6

 

 

4,5

1037

 

1999

300

27

81,8

 

 

3,1

1196

 

 

500

7

78,1

31,5

41,3

5,2

723

1,4

 

800

2

73,1

40,0

 

3,1

620

 

Анализ данных табл. 5 показывает, что за последние 15 лет практически все группы блоков США значительно повысили такие показатели, как готовность к работе, интенсивность использования и надежность.
Сравнение показателей наших и американских блоков с пылеугольными котлами позволяет сделать следующие выводы:
готовность к работе (на уровне 1997 - 1999 гг.) выше у энергоблоков США всех групп мощности;
надежность российских блоков мощностью 150,300 и 800 МВт несколько выше аналогичных по мощности блоков США, а надежность блоков 200 и 500 МВт практически одинаковая.
Необходимо отметить, что положительные возможности отечественных энергоблоков с пылеугольными котлами далеко не исчерпаны. В недалеком прошлом, например, в 1986 г., наши блоки по сравнению с американскими имели более высокие показатели по интенсивности использования, по готовности к работе и по надежности. Даже в последнее, трудное для российской энергетики время (большие простои в резерве, ухудшение качества углей), некоторые энергоустановки сохранили свои высокие показатели.
Так, энергоблоки мощностью 200 МВт Беловской ГРЭС с пылеугольными котлами ПК-40-1 в 1992 г. имели удельный расход топлива 339,3 г/(кВт-ч) и среднюю наработку на отказ 7757 ч, а в 1998 г. - 339,8 г/(кВт-ч) и 4473 ч соответственно.
Среди блоков мощностью 300 МВт высокой экономичностью выделялись энергоустановки Рефтинской ГРЭС с котлами П-39-2 (на экибастузском угле), которые имели удельный расход топлива в 1990 г. - 331,1 г/(кВт-ч), а в 1998 г. - 338,6 г/(кВт-ч). Высокой надежностью отличались трехсотки с котлами П-50, которые имели среднюю наработку блока на отказ в 1992 г. - 3448 ч, а в 1998 г. - 2442 ч.
Следует упомянуть и неплохие наработки на отказ в 1998 г. блока 500 МВт с котлом П-49 - 2578 ч и блоков 800 МВт с котлами П-67 - 1351 ч.
В заключение можно сказать, что отечественные энергоустановки с пылеугольными котлами вполне конкурентоспособны с зарубежными, но им необходимо уделять повышенное внимание.
Период необходимого увеличения доли угля в структуре топлива ТЭС может быть весьма продолжительным, поэтому техническое перевооружение энергетики должно быть направлено не в последнюю очередь на совершенствование энергоблоков с пылеугольными котлами. Научный и технический потенциал нашей науки и энергомашиностроения, с учетом громадного опыта эксплуатационников, вполне достаточен для создания в короткие сроки новых, более экологически чистых и экономичных энергоустановок с пылеугольными котлами мощностью 500 и 800 МВт. Необходимые инвестиции в эти крупные блоки должны быть обеспечены как РАО “ЕЭС России”, так и государством.
Таблица 5


Год

Мощность блоков, МВт

Число блоков с пыле-
угольными котлами

Показатель

Коэф-
фициент
технического
использования,
%

Коэффициент использования установленной мощности, %

Коэф-
фициент рабочего времени, %

Коэф-
фициент неплановых простоев, %

Средняя наработка на отказ, ч

Параметр потока отказов, отк/1000 ч

1982

100 - 199

241

82,09

47,01

66,06

5,84

 

 

200 - 299

108

84,75

59,56

77,42

4,76

 

 

300 - 399

81

78,15

50,90

70,97

7,83

 

 

400 - 599

140

78,75

53,59

73,24

6,96

 

 

600 - 799

67

79,45

60,39

77,03

7,40

 

 

800 - 999

19

77,39

57,54

74,72

10,59

 

 

1986

100 - 199

248

83,99

47,51

65,49

4,33

 

 

200 - 299

114

83,49

58,53

75,78

4,53

 

 

300 - 399

88

78,32

49,13

68,42

7,17

 

 

400 - 599

150

80,40

53,97

74,14

5,90

 

 

600 - 799

82

80,85

61,38

78,38

6,64

 

 

800 - 999

20

84,57

64,94

80,15

5,78

 

 

1991

100 - 199

251

85,46

49,59

67,98

3,27

807,3

1,24

200 - 299

114

84,07

59,54

76,09

3,70

745,7

1,34

300 - 399

90

83,10

55,84

76,46

4,35

544,4

1,84

400 - 599

156

82,05

61,01

78,35

5,31

565,7

1,77

600 - 799

91

84,68

66,09

82,26

4,13

741,4

1,35

800 - 999

25

87,96

61,54

78,10

4,01

768,9

1,30

1992

100 - 199

251

86,33

50,64

68,41

3,00

906,0

1,10

200 - 299

114

85,39

60,95

77,10

4,38

709,5

1,41

300 - 399

89

82,66

55,75

74,31

4,17

604,7

1,65

400 - 599

157

81,50

60,39

77,67

4,58

612,9

1,63

600 - 799

91

85,12

66,48

82,55

3,59

859,7

1,16

800 - 999

25

87,78

63,24

77,85

2,88

743,3

1,35

1997

100 - 199

244

88,31

58,93

80,11

2,99

 

 

200 - 299

112

87,17

65,42

84,50

4,03

 

 

300 - 399

87

85,23

61,63

81,54

5,33

 

 

400 - 599

162

84,65

66,08

82,73

5,19

 

 

600 - 799

90

87,51

71,79

87,10

4,48

 

 

800 - 999

25

88,34

73,37

87,86

3,02

 

 

Список литературы

  1. Краткая информация. - Электрические станции, 1998, №4.
  2. Обзор показателей топливоиспользования тепловых электростанций за 1970, 1971, 1973, 1974, 1985, 1986, 1990, 1991, 1992, 1997, 1998, 1999 гг. М., ОРГРЭС.
  3. Анализ работы энергетических блоков тепловых электростанций за 1964, 1966, 1969, 1971, 1974, 1986, 1991, 1992, 1998, 1999 гг. М., ОРГРЭС.
  4. Generating Availability Report 1989 - 1993. Availability Performance of Electric Generating Units in North America. June, 1994, NERC.
  5. Generating Unit Statistical Brochure. 1993 - 1997. September, 1998. Generating Availability Data System. NERC.
 
« Об электроимпульсной технологии разрушения старых фундаментов   Об эрозионном износе проточных частей паровых турбин »
электрические сети