Реконструкция котельного отделения Стерлитамакской ТЭС

о₁₈

рис. VII - 15-17

-

1,2

Скорость в расчетном сечении

щ₁₈

V_сск/4F₁₈

м/с

11,4

Сопротивление резкого поворота на 80^о

h₁₈

о₁₈ ^. h_д18

рис. VII - 2

кг/м²

9,25

19. Весовая скорость в сечении калориферов КФБО-1 1 с учетом поправочного коэффициента

щ_в19

9,4

Сопротивление калориферов КФБО-1 1 с учетом поправочного коэффициента

h₁₉

рис. VII27

1,1 ^. 0,45(щ_в19)^1,85

кг/м²

30,7

20. Коэффициент резкого поворота на 80^о

о₂₀

-

1,2

Скорость в расчетном сечении

щ₂₀

V_сск/4F₂₀

м/с

10

Сопротивление резкого поворота на 80^о

h₂₀

о₂₀ ^. h_д20

рис. VII - 2

кг/м²

6,5

21. Коэффициент сопротивления плавного поворота на 90^о

о₂₁

-

0,21

Скорость в расчетном сечении

щ₂₁

щ₂₁ = щ₂₀

м/с

10

Сопротивление плавного поворота на 90^о

h₂₁

о₂₁ ^. h_д21

рис. VII - 2

кг/м²

1,1

22. Коэффициент сопротивления плавного поворота конфузора на 90^о

о₂₂

-

0,24

Скорость в расчетном сечении

щ₂₂

V_сск/2F_вых

м/с

14,7

Сопротивление плавного поворота на 90^о

h₂₂

о₂₂ ^. h_д22

рис. VII - 2

кг/м²

2,9

23. Коэффициент сопротивления плавного поворота диффузора на 90^о

о₂₃

-

0,48

Скорость в расчетном сечении

щ₂₃

щ₂₃ = щ₂₂

м/с

14,7

Сопротивление плавного поворота диффузора на 90^о

h₂₃

о₂₃ ^. h_д23

рис. VII - 2

кг/м²

5,75

Суммарное сопротивление тракта холодного воздуха

H_I

h₁+h₂+h₃+h₄... +h₂₂+h₂₃

кг/м²

78,4

Таблица 15. II. Регенеративный воздухоподогреватель

Наименование величин	Обознач.	Расчетная формула или способ опред.	Размер.	Расчет
Сопротивление холодной части РВП	h1	Дhтр . ф Сн . 1 tср=81оС, щср=9,7 м/с	кг/м2	10,3
Сопротивление горячей части РВП	h2	tср=81оС, щср=9,7 м/с dэ=7,8 мм	кг/м2	91
Суммарное сопротивление РВП с учетом поправочного коэффициента	HII	(h1 + h2) . 1,2	кг/м2	121,5

Таблица 16. III. Участок от РВП до горелок

Наименование величин	Обознач.	Расчетная формула или способ опред.	Размер.	Расчет
1. Коэффициент сопротивления плавного поворота на 90о за РВП	о1	R/b=0,815 < 2 a/b=0,543	-	0,526
Скорость в расчетном сечении	щ1	Vсск/4F1; F1=6,65 м2	м/с	14,7
Сопротивление плавного поворота на 90о за РВП	h1	о1 . hд1 рис. VII - 2	кг/м2	3,63
2. Коэффициент сопротивления плавного поворота на 30о	о2		-	0,145
Скорость в расчетном сечении	щ2	Vсск/2Fвых	м/с	16,6
Сопротивление плавного поворота конфузора на 30о	h2	о2 . hд2 рис. VII - 2	кг/м2	1,07
3. Коэффициент сопротивления плавного поворота на 20о	о3	R/b=0,91 < 2 a/b=1,22	-	0,1
Скорость в расчетном сечении	щ3		м/с	16,6
Сопротивление плавного поворота на 20о	h3	о3 . hд3 рис. VII - 2	кг/м2	0,74
4. Коэффициент сопротивления плавного поворота на 30о	о4	R/b=1 < 2 a/b=1,85	-	0,193
Скорость в расчетном сечении	щ4	щ4 = щ3	м/с	16,6
Сопротивление плавного поворота на 30о	h4	о4 . hд4 рис. VII - 2	кг/м2	1,43
5. Сопротивление плавного поворота	h5	о5 . hд5 рис. VII - 2	кг/м2	0,74
6. Сопротивление плавного поворота на 30о	h6	о6 . hд6 рис. VII - 2	кг/м2	0,78
7. Коэффициент сопротивления плавного поворота на 30о	о7	о7 = о6	-	0,105
Скорость в расчетном сечении	щ7	щ7 = щ6	м/с	16,6
Сопротивление плавного поворота на 30о	h7	h7 = h6	кг/м2	0,78
8. Коэффициент сопротивления плавного поворота на 90о	о8	R/b=0,9 < 2 a/b=0,82	-	0,36
Скорость в расчетном сечении	щ8	щ8 = щ7	м/с	16,6
Сопротивление плавного поворота на 90о	h8	о8 . hд8 рис. VII - 2	кг/м2	2,66
9. Коэффициент сопротивления резкого поворота на 15о	о9	R/b=1,67 < 2 a/b=1,22	-	0,04
Скорость в расчетном сечении	щ9	щ9 = щ8	м/с	16,6
Сопротивление резкого поворота на 15о	h9	о9 . hд9 рис. VII - 2	кг/м2	0,296
10. Коэффициент сопротивления резкого поворота на 15о	о10	R/b=0,72 < 2 a/b=0,64	-	0,706
Скорость в расчетном сечении	щ10	щ10 = щ6	м/с	16,6
Сопротивление резкого поворота на 15о	h10	о10 . hд10	кг/м2	0,222
11. Коэффициент сопротивления плавного поворота на 90о	о11	R/b=0,72 < 2 a/b=0,64	-	0,706
Скорость в расчетном сечении0,234	щ11	щ11 = щ6	м/с	16,6
Сопротивлен16,6ие плавного поворота на 90о	h11	о11 . hд11	кг/м2	5,22
12. Коэффициент сопротивления плавного поворота на 90о	о12	R/b=1,06 < 2 a/b=1,56	-	0,234
Скорость в расчетном сечении	щ12	щ12 = щ6	м/с	16,6
Сопротивление плавного поворота на 90о	h12	о12 . hд12	кг/м2	1,73
13. Коэффициент сопротивления раздающего короба с торцевым подводом	о13		-	1,35
Скорость в расчетном сечении	щ13	щ13 = щ12	м/с	16,6
Сопротивление раздающего короба	h13	о13 . hд13	кг/м2	10
14. Коэффициент сопротивления плавного поворота на 45о (на подводе к горелкам)	о14	R/b=1,67 < 2 a/b=2	-	0,119
Скорость в расчетном сечении	щ14	Vсск/18 .F14	м/с	15,1
Сопротивление плавного поворота на 45о	h14	о14 . hд14	кг/м2	0,74
15. Коэффициент сопротивления шибера	о15	гр. 7 п.3	-	0,1
Скорость в расчетном сечении	щ15	щ15 = щ14	м/с	15,1
Сопротивление шибера	h15	о15 . hд15	кг/м2	0,62
16. Коэффициент сопротивления плавного поворота на 45о	о16	; Fвых/Fвх = 0,76 r/b=1,25; a/b=3,43	-	0,08
Скорость в расчетном сечении	щ16	Vсск/18 .F16	м/с	20
Сопротивление плавного поворота на 45о	h16	о16 . hд16	кг/м2	0,88
17. Коэффициент сопротивления трения участка воздуховода	о17		-	0,506
Скорость в расчетном сечении	щ17	щ17 = щ13	м/с	16,6
Сопротивление на участке воздуховода ВЗП-грелки	h17	о17 . hд17	кг/м2	3,74
18. Сопротивление горелки	h18	принято	кг/м2	75
Суммарное сопротивление тракта ВЗП-горелки	HIII	h1+h2+...+h17+18	кг/м2	110,3

Таблица 17. Суммарное сопротивление воздушного тракта

Наименование величин	Обознач.	Расчетная формула или способ опред.	Размер.	Расчет
Суммарное сопротивление тракта холодного воздуха	HI		кг/м2	78,4
Суммарное сопротивление регенеративного ВЗП	HII		кг/м2	121,5
Суммарное сопротивление ВЗП-1 горелки	HIII		кг/м2	110,3
Суммарное сопротивление воздушного тракта	HУ	HI + HII + HIII	кг/м2	310,2
Разряжение в топке на уровне ввода воздуха	HIII		кг/м2	10,5
Суммарный перепад полных давлений	HIII		кг/м2	300

Таблица 18. Выбор вентилятора и электродвигателя

Наименование величин	Обознач.	Расчетная формула или способ опред.	Размер.	Расчет
Расчетный расход воздуха от вентилятора	Qр		м3/ч	230*103
Перепад полных давлений	Нр	по расчету	кг/м2	300
Расчетный приведенный напор вентилятора		Кр . Нп	кг/м2	300
Тип вентилятора	-	по каталогу	-	ВЭН-24-II
Число оборотов вентилятора	n	-	об/мин	730
Графический напор	Нгр	Нгр - /Нп . 100	кг/м2	415
Запас по напору	Мн		%	38
Эксплуатационный КПД	зэ		%	71,4
Мощность двигателя	Nэл		кВт	319
Тип электродвигателя			ДАЗО 14-59-8/19

При совместном сжигании природного газа и нефтешлама в топке котла ТГМ-84 возрастает расход уходящих газов и сопротивление газового тракта, что требует оценки возможности использования установленного дымососа.

Выбор дымососа

На основании аэродинамического расчета на номинальную нагрузку котельного агрегата расход дымовых перед дымососом при t_ух = 150 ^оС, h_бар = 760 мм рт. ст. и с = 0,135 кгс ^. с²/м³ составляет V = 321 ^. 10³ м³/ч, а перепад полных давлений в тракте, определенный с учетом среднего барометрического давления для места расположения котла h_бар = 730 мм рт.ст. ДН_р = 222 мм вод.ст.

Определим расчетный режим дымососа, включающий нормативные запасы: Q_р = 1,05 ^. 321 ^. 103 ^. 760/730 = 350 ^. 10³ м³/л,

Н_р = 1,15 ^. 258 = 296 мм. вод.ст.

Указанные данные приводим к номинальной плотности, для которой даются характеристики дымососов заводами-изготовителями:

с⁰ = 0,132 кг ^. с² / м⁴; h_бар = 760 мм рт ст; t = 100 ^оС и 200 ^оС.

Переходный коэффициент:

Приведенные параметры расчетного режима составят:

Q_р = 350 ^. 10³ м³/ч,

= 1,17 ^. 296 = 346,22 мм. вод.ст. при t = 100 ^оС,

= 0,92 ^. 296 = 272 мм. вод.ст. при t = 200 ^оС.

Из сводных графиков характеристик дымососов 0,63-40 следует, что требуемым параметрам могут удовлетворять три машины:

0,7-37 типоразмера Д-21,5 х 2 при n = 590 об/мин

0,62-40 типоразмера ДН-24 х 2 при n = 740 об/мин

0,62-40 типоразмера ДН-26 х 2 при n = 740 об/мин

Для выбора оптимального для указанных дымососов необходимо сравнить значения их эксплуатационной экономичности, построив график зависимости з_э = f(Д/Д_ном). КПД на расчетном режиме составляет 66,5 % для дымососа Д-21,5 х 2,79 % для дымососа ДН-24 х 2 и 70 % для дымососа ДН-26 х 2.

Для определения эксплуатационной экономичности рассматриваемых дымососов при различных нагрузках котла необходимо нанести на характеристику дымососов характеристику газового тракта. Для упрощения принимается линейная зависимость расхода Q и квадратный закон изменения перепада давлений Н_п от производительности котла. В этом случае характеристика тракта является параболой ДН_п = КQ².

Каждой точке характеристики тракта, нанесенной на соответствующую характеристику дымососа, отвечает определенное значение эксплуатационного КПД дымососа. В таблице 14 приведены расчетные данные для построения характеристики тракта и значения эксплуатационного КПД з_э для сравнивания дымососов. Данные таблицы позволяют построить зависимость з_э = f(Д/Д_ном).

В диапазоне нагрузок котла Д/Дном - 1,05-0,7 наиболее экономичным оказывается дымосос ДН-26 х 2.

Кривые эксплуатационного КПД в рабочем диапазоне нагрузок котельного агрегата пересекаются. Выбор машины следует производить путем определения эксплуатационного расхода мощности с учетом графика нагрузки котла.

Построим зависимость мощности от Д/Дном. Используя данные таблицы 14 и равенство

Расчет дымососа Д-21,5 х 2 (при N - 740 об/мин) t = 200 ^оС

Режим Д/Дном = 1,1; К_р = 0,92

Д/Дном = 1,0

Д/Дном = 0,9

Д/Дном = 0,8

Д/Дном = 0,7

Д/Дном = 0,6

Таблица 19. Данные для построения графика КПД дымососов

Эксплуатационный КПД	ДН-26х2	0,6	0,68	0,63	0,49	0,36	0,22
	ДН-24х2	0,79	0,68	0,58	0,46	0,35	0,25
	Д-21,5х2	0,66	0,6	0,54	0,44	0,34	0,25
ДН-26х2	Hn мм.вод.ст.	346	285	231	183	138	101
	Q тыс.м3/ч	350	319	286	255	222	190
ДН-24х2	Hn мм.вод.ст.	346	285	231	183	138	101
	Q тыс.м3/ч	350	319	286	255	222	190
Д-21,5х2	Hn мм.вод.ст.	427	355	288	228	175	127
	Q тыс.м3/ч	438	400	360	320	280	240
Д/Дном	1,1	1	0,9	0,8	0,7	0,6

Расчет для дымососа ДН-24х2 (при n = 740 об/мин) t = 100 ^оС

К_с = 1,17.

Режим при Д/Дном = 1,1

Соответственно для режимов:

Д/Дном = 1 N = 31,04 кВт,

Д/Дном = 0,9 N = 26,52 кВт,

Д/Дном = 0,8 N = 23,5 кВт,

Д/Дном = 0,7 N = 20,36 кВт,

Д/Дном = 0,6 N = 17,87 кВт,

Расчет для дымососа ДН-26х2 (при n = 740 об/мин) t = 100 ^оС

К_с = 1,17.

Режим при Д/Дном = 1:

Соответственно для режимов:

Д/Дном = 1 N = 31,03 кВт,

Д/Дном = 0,9 N = 24,42 кВт,

Д/Дном = 0,8 N = 22,17 кВт,

Д/Дном = 0,7 N = 19,81 кВт,

Д/Дном = 0,6 N = 20,31 кВт

Таблица 20. На основании расчетов заполняем таблицу

Д/Дном	Д-21,5х2	ДН-24х2	ДН-26х2
	N, кВт	N, кВт	N, кВт
1,1	83,92	35,25	47
1,0	70,09	31	31,03
0,9	56,66	26,52	24,42
0,8	49,11	23,5	22,17
0,7	42,68	20,38	19,81
0,6	36,1	17,87	20,31

Построим график зависимости мощности дымососа от нагрузки котельного агрегата.

По результатам расчетов и исходя из графика выбираем к установке дымосос типа ДН - 26 х 2 при n = 740 об/мин и t = 100 ^оС как самый экономичный.

Таблица 21. Конструктивные характеристики дымососа двухстороннего всасывания типа 0,62-40 ДН-26х2

D2	а	в	6	е	ж	и1	к'	л'	м1	С
2600	4658	6659	6100	2265	1716	1820	1935	3900	1300	1950

Все размеры даны в мм.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод). Под ред. С.И. Мочала, изд. 3-е. Л., «Энергия», 1997.

2. Рыжкин В. Я. Тепловые электрические станции. Изд. 3-е, перераб. И доп. Энергоатомиздат, 1987.

3. Мейкляр. Современные котлоагрегаты ТКЗ. Энергоатомиздат, 1968.

4. Бенесон Е.И., Иоффе Л.С. Теплофикационные паровые турбины, - М.: Энергия, 1976.

5. Ривкин С.А., Александров А.А. Тепло физические свойства воды и водяного пара, - М.: Эпсгия, 1980.

6. Гузлюк В.Л., Ривкмн А.С., Шелыгин Б.Л. Тепловой поверочный расчет паровых котлов на ЭВМ ЕС. Методические указания. Иваново, 1986.

7. Правила техники безопасности при эксплуатации тепломеханического оборудования электростанций и тепловых сетей. - М.: «Издательство НЦЭНАС», 2000.

8. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ, - М., 1996.

9. Папаев С.Г. Охрана труда. Учебное пособие, - М.: Издательство стандартов, 1998.

10. Мошкарин А.В., Чухин И.М. Расчет тепловых схем ИЭЦ. Учебное пособие. Иваново, 1987.

11. М.И. Резников, Липов Ю.М. Паровые котлы тепловых электростанций, - М.: Энергоиздат, 1981.

12. Федеральная целевая программа «Энергоэффективная экономика на 2002-2005 годы и на перспективу до 2010 года». - Российская газета, 2001.

13. Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок. - СПб.; ДЕАИ, 2003.

14. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ. - М.: Минэнерго РФ, 2003.

15. Рихтер Л.А., Волков Э.П., Покровский В.П. Охрана водного и воздушного бассейнов от выбросов тепловых электростанций. М.: Энергоиздат, 1981.

16. Салов Ю.В., Варнашов В.В., Великороссов В.В., Шелыгин Б.Л. Экономическое обоснование строительства, расширения и реконструкция ТЭС: Учебное пособие/Под ред. Ю.В. Салова; Иван. Гос.энерг. Университет. - Иваново, 2002.

17. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод)/ Под ред. Н.В. Кузнецова, В.В. Митора, И.Е. Дубровского, Э.С. Карасиной, М.: Энергия, 1973.

18. Гидравлический расчет котельных агрегатов (нормативный метод)/Под ред. В.А. Лапшина, Д.Ф. Петерсона, А. Л. Шварца. М.: Энергия, 1978.

19. Правила взрывопожаробезопасности топливоподачи электростанций. Технические требования по взрывобезопасности котельных установок, работающих на мазуте и природном газе, М.: Энергия, 1975.

20. Ульман Ф.А., Хорьков Н.С. Тепловые расчеты на ЭВМ теплоэнергетических установок. М.: Энергия, 1973.

21. Строительные нормы и правила. СНиПП-А, 6-62, СПиП П-Г, 10-62. М.: Стройиздат, 1967.

22. Волковысский Е.Г., Шустер А.Г. Экономия топлива в котельных установках. М.: Энергия, 1973.

23. СНиП II-35-76. Котельные установки.

24. ГОСТ 2,601-95. Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы.

25. ГОСТ 12.1.004-91. Системы стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования.

26. ГОСТ 12.005-88. Системы стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху в рабочей зоне.

27. ГОСТ 12.1010-76. Система стандартов безопасности труда. Взрывобезопасность. Общие требования.

РЕФЕРАТ

139 стр., 42 табл., 10 илл., 18 библ.

Ключевые слова: тепловая электрическая станция, паровой котел, реконструкция, нефтешлам, технико-экономические показатели.

Для «Стерлитамакской ТЭЦ» произведен расчет тепловой схемы турбины Т-110-130, теплогидравлический расчет котла ТГМ-84.

Также рассматривается вопрос о сжигании в котле нефтешлама.

Проанализированы условия работы котла при сжигании нефтешлама и произведен выбор дымососа по техническим характеристикам.

Также рассматриваются вопросы безопасности и экологичности проекта. Определен размер капиталовложений и произведен расчет себестоимости электроэнергии, рассчитан экономический эффект реконструкции котельного отделения Стерлитамакской ТЭЦ.

Размещено на Allbest.ru

...