По поводу статьи Енякина Ю. П., Вербовецкого Э. X., Новикова Ю. С. и др. “Техническая концепция модернизации котлов ТП-80 и ТП-87 ТЭЦ-22”
Капельсон Л. М., инж. ОАО “Фирма ОРГРЭС”
Появление статьи о модернизации пылеугольных котлов ТП-80 и ТП-87 является весьма своевременным. Большое число этих котлов, введенных в эксплуатацию в 50 - 60-е гг., отработали свой ресурс и к настоящему времени из-за физического износа требуют модернизации или замены.
Это относится и к котлам ТЭЦ-22 несмотря на щадящий режим их эксплуатации с использованием значительной доли в топливном балансе природного газа.
Необходимость модернизации этих котлов усугубляется предполагаемым переходом в ближайшие годы к преимущественному сжиганию твердого топлива, в данном случае кузнецкого тощего угля.
Решение об использовании для нового котла существующего здания, фундамента и основных элементов каркаса действующих котлов является правильным. Положительным следует считать выполнение модернизированного котла с газоплотными экранами, увеличенным подогревом воздуха в воздухоподогревателе до 420°С с одновременным снижением температуры уходящих газов, а также сохранение системы жидкого шлакоудаления.
Вместе с тем, ряд решений, заложенных в проект модернизированного котла, представляется спорным.
В основу организации топочного процесса при работе на твердом топливе положено трехступенчатое сжигание с подачей в топку выше основных пылеугольных горелок природного газа для создания зоны восстановления оксидов азота, а также дополнительного газа в сбросные горелки.
Следует отметить, что на российских электростанциях отсутствует положительный опыт внедрения в эксплуатацию трехступенчатого сжигания твердого топлива. Сложность организации такого режима на ТЭЦ-21 заключается в резких колебаниях качества поступающего в котлы кузнецкого угля, необходимости добавления газа или мазута в основные и надподовые горелки, в изменении числа работающих мельниц и питателей пыли.
При сжигании низкореакционного тощего угля всякое нарушение строго заданных избытков воздуха в зонах горения будет приводить к росту потерь тепла с механическим недожогом и нарушению режима жидкого шлакоудаления.
Это, в частности, явилось причиной неудачной попытки внедрения трехступенчатого сжигания на кузнецком тощем угле и АШ в котле Черепетской ГРЭС.
Кроме того, внедрение предлагаемого режима работы модернизированных котлов при сжигании кузнецкого тощего угля с подачей в топку дополнительно примерно 20% природного газа, сверх сжигаемого в настоящее время, противоречит поставленной перед разработчиками задаче перехода на преимущественное сжигание твердого топлива. Закладывание в проект модернизированного серийного котла конструктивных решений для организации трехступенчатого сжигания низкореакционного тощего угля можно лишь после получения положительного опыта внедрения такого режима на действующем оборудовании.
Низкая экономичность сжигания тощего угля в котлах ТЭЦ-22, расходование большого количества природного газа для обеспечения устойчивого горения в значительной степени объясняется плохим состоянием или отсутствием футеровки зажигательных поясов в топочной камере.
Устойчивость огнеупорной обмазки на шиповых экранах имеет важное значение для поддержания высокой температуры факела в зоне активного горения. Применяемая на отечественных котлах набивная масса разрушается при работе котла попеременно на твердом топливе и природном газе. Если при сжигании твердого топлива набивная масса на ошипованных экранах постепенно заменяется шлаковым покрытием, то при работе котла на газе набивная масса и шлаковое покрытие постепенно под действием высоких температур разрушаются, оголяя экранные трубы. Без решения проблемы сохранности зажигательных поясов в условиях попеременного сжигания твердого и газообразного топлива добиться устойчивого горения тощего угля без подсветки факела и снижения потерь тепла с недожогом на модернизированном котле не удастся.
При решении проблемы сокращения расходования газа на электростанциях с пылеугольными котлами, где кузнецкий уголь и природный газ являются основными видами топлива, как это имеет место на ТЭЦ-22, целесообразно при модернизации котлов предусмотреть раздельное сжигание каждого топлива на разных котлах.
Это позволит обеспечить оптимальные условия сжигания тощего угля без подсветки факела с низкими потерями тепла с недожогом в твердотопливных котлах, высокую экономичность и очень низкие выбросы NOx в газомазутных котлах. Раздельное сжигание угля и газа в разных котлах обеспечит более высокие экономические и экологические показатели электростанции по сравнению с режимом совместного и попеременного сжигания двух видов топлива на всех котлах.
Спорным представляется решение об использовании на модернизированных котлах ТП-87М системы транспорта угольной пыли к горелкам высокой концентрации (ПВКд).
Имеется положительный опыт применения такой системы в котлах, сжигающих средне- и высокореакционные угли с выходом летучих выше 20%. На этих видах топлива с внедрением ПВКд удалось уменьшить затраты на обслуживание пылепроводов и снизить примерно на 20% выбросы оксидов азота без снижения экономичности сжигания.
В то же время при сжигании низкореакционного АШ опыт эксплуатации ряда электростанций Донбасса и специальные сравнительные испытания котлов с традиционными системами транспорта пыли и ПВКд, проведенные специалистами Донтехэнерго, показали, что ввод в топочную камеру непрогретой и плохо перемешанной с горячим воздухом пыли в системе ПВКд, приводит к снижению полноты сгорания топлива, способствует сепарации пыли на под топки, ухудшает выход жидкого шлака, увеличивает потребность в газомазутном топливе для подсветки факела. К сожалению, такие испытания не были своевременно проведены на котлах ТПП-210А ТЭЦ-22, а в настоящее время выяснить эффективность системы ПВКд невозможно, так как тощий уголь в этих котлах сжигается в смеси с природным газом, и, кроме того, почти одновременно с внедрением ПВКд на этих котлах лопастные питатели пыли были заменены аэрационными питателями, что тоже могло сказаться на показателях работы котлов.
Предлагаемая модернизация систем пылеприготовления котлов ТП-87 предусматривает замену установленных мельниц на мельницы большей производительности с тем, чтобы одна из двух установленных систем обеспечивала номинальную нагрузку котла. Требование 100%-ного резервирования систем пылеприготовления в котлах с шаровыми барабанными мельницами и промежуточным бункером пыли выглядит странным, учитывая то, что нормы расчета пылеприготовительных установок, одним из разработчиков которых являлся ВТИ, предусматривают для таких систем 10%- ный запас суммарной производительности мельниц. Кроме того, согласно “Нормам технологического проектирования тепловых электрических станций” (ВНТП-29-81) суммарная производительность установленных на котле шаровых барабанных мельниц выбирается из расчета обеспечения 110%-ной номинальной производительности котла.
Учитывая имеющийся в настоящее время на котлах ТЭЦ-22 50%-ный запас по производительности установленных двух мельниц, а также наличие второго основного топлива - природного газа, нет никакой необходимости устанавливать на модернизированном котле мельницы большей производительности.
Желательно при принятии окончательных решений по модернизации котлов ТП-80 и ТП-87 с целью перехода на преимущественное сжигание кузнецкого тощего угля учесть высказанные замечания и предложения.
