Выбор котельных агрегатов ТЭС
Выбор котельных агрегатов ТЭС
Введение
котельная установка топливо водоподготовка
Выбор котельных агрегатов определяется: 1) видом топлива; 2)параметрами и
расходом пара; 3)способом удаления шлака; 4)компоновкой и технологической
схемой котла; 5)габаритными размерами.
1) По виду используемого топлива котлы бывают: газомазутные,
пылеугольные.
Пылеугольные котельные агрегаты выполняются под конкретный вид твёрдого
топлива.
2) Параметры пара паровых котлов выбирают с учётом потерь давления и
температуры при транспорте.
РоПК=(1,04-1,09)Ро; toПК=(1,02-1,03)tо
Паропроизводительность паровых котлов энергоблока выбирают по
максимальному расходу пара на турбинную установку с запасом 3 %, учитывая
гарантийный допуск, возможное ухудшение вакуума, снижеия параметров пара в
допустимых пределах, потери пара на пути о парового котла к турбине.
DоПК=(Do+Doп)1,03
Doп=2,2%Do
Резервные энергетические котлы на ТЭЦ не устанавливаются. Их количество
обычно соответствует количеству турбин.
На ТЭЦ количество ПВК определяется нагрузкой ПВК.
QПВК=
На
ТЭЦ в качестве резерва промышленной нагрузки используется увеличение давления в
отборе сверх номинального за счёт снижения электрической нагрузки.
3) По виду шлакоудаления котлы могут быть:1) с твёрдым
шлакоудалением - при использовании высокореакционных, нешлакующихся топлив с
тугоплавкой золой; 2) с жидким шлакоудалением - при использовании
низкореакционных топлив с легкоплавкой золой (Берёзовский, Назаровский,
Подмосковный угли)
1. Типы
котлов
1) Барабанные котельные агрегаты (Рпп=100 атм; Рпп=130 атм )
Данный тип котлов применяют на ТЭЦ, где имеются большие потери пара и
конденсата, т.к. они менее требовательны к качеству питательной воды, чем
прямоточные.
) Прямоточные котельные агрегаты (Рпп=240 атм) используются на
КЭС, где потери пара и конденсата минимальны.
2. Выбор
турбин и конденсаторов
Номенклатура турбин и генераторов согласована по мощности, поэтому каждой
турбине соответствует свой стандартный генератор.
На
блочных КЭС:
Для
ТЭЦ набор турбин определяется отношением мощности отопительной и промышленной
нагрузки. Главной для выбора турбин является тепловая нагрузка.
Если:
Qп>Qт, устанавливают турбины типа ПТ, если Qп<Qт -
первая очередь турбины типа ПТ, а затем типа Т. Турбины типа Р (с противодавлением)
устанавливают по необходимости и на второй очереди ТЭЦ.
Резервные
турбины на ТЭЦ не устанавливаются.
Резервом
Dп являются:1) возможность увеличения давления в отборе
выше номинального за счёт снижения электрической нагрузки на мощность одного агрегата;
)
РОУ мощностью, соответствующей одному отбору Dп.
По
Qт(Dт) резервом являются ПВК.
Турбоагрегаты
изолированных ТЭЦ выбирают так, чтобы при выходе из строя одного из них, было
обеспечено покрытие электрических и тепловых нагрузок с учётом допускаемого
потребителями регулирования.
. Выбор
вспомогательного оборудования турбинной установки
К вспомогательному оборудованию турбинной установки относят:
регенеративные теплообменники, деаэратор. конденсатор, сетевые подогреватели,
охладители пара и дренажа, насосы (питательные, конденсатные, дренажные,
циркуляционные, подпиточные, сетевые); баковое хозяйство (баки-аккумуляторы
деаэраторов, баки запаса питательной воды, дренажные баки).
4. Выбор
теплообменников в тепловой схеме
Регенеративные
подогреватели входят в комплект поставки турбины (выбирают по:; ) Резервные
ПВД и ПНД не устанавливаются, в случае выхода из строя одного из них включается
байпас подогревателя.
Деаэраторы
выбирают по и Рпв - один или два на блок, на внеблочной станции
один или два на турбину.
Общее
число деаэраторов внеблочных станций должно быть таким, чтобы при отключении
одного, остальные обеспечивали .
Конденсаторы
входят в комплект поставки турбины (выбираются по: ;Р2; ; Рцв).Устанавливается
один или два на турбину, резервный конденсатор не предусмотрен.
Сетевые
подогреватели входят в комплект поставки турбины (выбирают по: Рт, Рт2,Gсет,
Рсет ) Резервом для ПСВ являются ПВК, поэтому резервные ПСВ не устанавливают.
Мазутные
подогреватели - выбирают по: ; Рм; tм; Dп; tп.
Как
правило устанавливается не менее трёх мазутных подогревателей, один из которых
- резервный.
. Выбор
насосов
Питательные
насосы выбирают по и Рпн
пв=Dопк+0,05Doпк
1)
Для барабанных котельных агрегатов
2)
Для прямоточных котельных агрегатов
Рб
- рабочее давление в паровом котле;
Рд-
давление в деаэраторе;
- высота
подъёма воды из деаэратора в барабан парового котла;
-
средняя плотность питательной воды;
-
суммарное гидравлическое сопротивление оборудования
)
Для прямоточных котельных агрегатов
Для
энергоблоков мощностью 150-200 МВт устанавливают один рабочий и один резервный
(в запасе на складе) каждый на 100 % полного расхода воды, или два насоса по 50
% без резерва.
Для
энергоблоков мощностью 300 МВт устанавливают по одному рабочему питательному
насосу полной подачи (100 %) с приводом от паровой турбины с противодавлением и
один пускорезервный - на 30-50 % полной подачи.
Для
энергоблоков мощностью 500, 800 и 1200 МВт устанавливают с целью разгрузки
выхлопных частей главных турбин питательные насосы с конденсационной приводной
турбиной, по два рабочих турбонасоса, каждый на 50 % полной подачи с
резервированием подвода пара к приводной турбине.
Конденсатные
насосы выбирают по Dок
- при
работающих регулируемых отборах и номинальной нагрузке.
Рк
- давление в конденсаторе турбины;
- высота
подъёма конденсата от уровня его в конденсатосборнике конденсатора до уровня в
деаэраторном баке;
Рд
- давление в деаэраторе
-
средняя плотность конденсата в его тракте
-
суммарное местное сопротивление тракта конденсата
Обычно
выбирают один насос на 100 % или два рабочих по 50 % общей подачи и
соответственно один резервный (на 100 % или 50 % полной подачи). Общую подачу
определяют по наибольшему пропуску пара в конденсатор с учётом регенеративных
отборов.
При
прямоточных паровых котлах применяют химическое обессоливание конденсата
турбины, поэтому устанавливают конденсатные насосы двух ступеней: после
конденсатора турбины с небольшим напором и после обессоливающей установки с
напором, необходимым для подачи конденсата через поверхностные регенеративные
подогреватели низкого давления в деаэратор питательной воды.
Дренажные насосы выбирают по: Dдр(Dп); Рок. Устанавливают без резерва.
При выходе ДН из строя сброс дренажей идёт по каскаду на всас конденсатного
насоса.
Дренажные насосы ПСВ :на каждую турбину устанавливают один или два
насоса, один из которых является резервным - у нижней ступени ПСВ.
Циркуляционные
насосы выбирают по . Устанавливают по одному или по два на турбину. В
машинном зале насосы устанавливают индивидуально, обычно по два насоса на
турбину, для возможности отключения одного из них при уменьшении расхода воды
(в зимнее время). В центральных (береговых) насосных целесообразно укрупнять
насосы охлаждающей воды, принимая по одному на турбину.
Для
ЦН не устанавливают резерв. их производительность выбирают по летнему режиму,
когда температура охлаждающей воды высокая и требует наибольшее количество. В
зимнее время, при низкой температуре воды, расход её существенно снижается
(примерно вдвое), и часть насосов фактически является резервом.
Насосы
для питания водой вспомогательных теплообменников (испарители,
паропреобразователи, сетевые подогреватели) выбирают преимущественно
централизованно на всю электростанцию или часть её секций в возможно наименьшем
числе (один - два рабочих насоса), с одним резервным, имеющим подачу рабочего
насоса. При закрытой схеме устанавливают два насоса, при открытой - три насоса,
включая один резервный в обоих случаях.
На блочных КЭС баки должны обеспечивать 5 минут работы при номинальной
нагрузке блока. На неблочных ТЭЦ - на 15 минут работы при номинальной нагрузке
парового котла.
)Баки запаса обессоленной воды.
Располагаются
вне главного здания. На блочных КЭС объём баков рассчитан на 40 минут работы
при (не менее 6 тыс. м3).
На
неблочных ТЭЦ - на 60 минут работы при (не
менее 3 тыс. м3).
Количество
баков должно быть не менее двух.
Назначение:
хранение обессоленной воды, сливаемой и з котлов тепловой схемы при ремонтах.
)Дренажные
баки
Объём
баков должен быть 15 м3. На блочных станциях устанавливают по одному
баку на каждый блок. На неблочных станциях - один бак на две - три турбины.
Назначение:
дренажные баки используют для сбора чистых дренажей из разных источников
тепловой схемы.
)Баки
сбора загрязнённых вод.
К
загрязнённым водам относят: воды обмывки котельных агрегатов, с мазутонасосных,
с ХВО.
Объём
баков должен быть не менее 10 м3.
Устанавливают
по одному баку загрязнённых вод в турбинном и котельном цехах, мазутохозяйстве
и цехе водоподготовки.
7. Выбор
вспомогательного оборудования котельной установки
К вспомогательному оборудованию котельной установки относят: пылесистемы
и тягодутьевые машины (ТДМ).
) Выбор пылесистем - определяется реакционностью и влажностью топлива,
типом применяемой мельницы (связанным с реакционностью топлива). Для
низкореакционных топлив (антрацитовый штыб, тощие угли), которые имеют проблему
воспламенения факела, обычно применяют замкнутые или разомкнутые пылесистемы с
ШБМ (шаровые барабанные мельницы) и МВ (мельницы-вентиляторы). Это связано с
тем, что для низкореакционных топлив требуется очень тонкий размол и глубокая
сушка.
Для твёрдых топлив так же применяют ШБМ.
Для высокореакционных топлив (бурый уголь, торф, сланец) применяют
пылесистемы прямого вдувания с быстроходными мельницами, типа молотковых, мельниц-вентиляторов.
Для высокореакционных топлив допустимо некоторое огрубление помола.
=50-60 %
=6-12 %
Пылесистемы
со среднеходными валковыми мельницами применяют для мягких углей, чтобы
коэффициент размолоспособности был больше 2 (Кл.о.>2).
8. Выбор
оборудования систем пылеприготовления
Для антрацитового штыба, тощих углей применима схема с промбункером, ШБМ
и МВ.
Выбор ШБМ
Определяется размольная производительность мельницы:
При
< 420 т/час применяется одна ШБМ;
При
> 420 т/час применяется две-три ШБМ;
В
схемах с промбункером кроме ШБМ, могут применяться так же быстроходные
мельницы, коичество которых определяется производительностью котельного
агрегата.
При
< 400 т/час применяется не менее двух мельниц;
При
> 400 т/час применяется не менее трёх мельниц
9.
Запас по расчётному расходу топлива
При
двух мельницах запас составляет 35 %, при трёх - 20 %, при четырёх - 10 % от
суммарной потребности на один котёл.
Ёмкость
бункеров пыли в схемах с промбункером рассчитана на 2-2,5 часа работы котла при
. Производительность питателей пыли выбираеют с
запасом 23-30 % Вр.
Пылесистемы
с прямым вдуванием
При
< 400 т/час применяется не менее двух мельниц;
При
> 400 т/час применяется не менее трёх мельниц
Запас
по расчётному расходу топлива
При
двух мельницах запас составляет 90 %, при трёх - 45 %, при четырёх - 12 % от
суммарной потребности на один котёл.
Бункера
сырого угля (БСУ)
Количество
БСУ соответствует количеству мельниц.
Ёмкость
БСУ: при сжигании низкореакционных топлив рассчитана на 8 часов работы; для
бурых углей - на 5 часов работы; для торфа - на 3 часа работы.
Количество
питателей сырого угля (ПСУ) выбирается по количеству мельниц.
Остальное
оборудование систем пылеприготовления: циклоны, сепараторы, пылепроводы,
мельницы-вентиляторы выбирают на основании аэродинамического расчёта пылесистем.
10. Выбор
ТДМ
К ТДМ относятся: дымососы, вентиляторы, воздуходувки.
На один котёл при уравновешенной тяге обычно устанавливают по два
дымососа и два вентилятора.
Запас по производительности QВ, Д=10 %,
запас по напору НВ,Д=15 %.
К машинам относят: вентиляторы радиального типа с загнутыми назад
лопатками
и осевые машины.
11. Выбор
водоподготовки
Для станций с Р<90 атм применяется химическая очистка воды - удаление
катионов жёсткости (Nа -
катионирование). Для станций с Р<90 атм применяется полное обессоливание
воды.
SO4+CL2+NO3+N2<7 мг*экв/л - при химической очистке воды
SO4+CL2+NO3+N2>7 мг*экв/л - при термической обработке воды в испарителях
12. Резерв
подготовки воды
Резерв ХВО для энергоблоков с прямоточными котлами:1) мощностью 200-300
МВт Dдоб=50 т/час; 2) мощностью 500 МВт Dдоб=75 т/час.
Резерв ХВО для энергоблоков с барабанными котлами Dдоб=25 т/час.
Развёрнутая
тепловая схема ТЭЦ (РТС ТЭЦ)
РТС - это такая схема, на которой указано всё оборудование (основное,
вспомогательное, резервное) и все трубопроводы вместе с арматурой.
На схеме кроме основного технологического процесса представлены пусковые,
резервные, аварийные схемы. РТС отражает все возможные пути движения
теплоносителя и все возможные режимы работы оборудования.
Состав РТС: всё основное и вспомогательное оборудование, включая
резервное и аварийное и связи между ними.
Элементы РТС
РТС делится на три крупных части:
1) Схема главных паропроводов: а) линия острого пара -
это участок от пароперегревателя котельного агрегата до регулирующих
клапанов турбины; б) линия промежуточного перегрева пара - это участок от
выхлопа цилиндра высокого давления до до регулирующих клапанов цилиндра
среднего давления турбины.
2) Главные трубопроводы - линия от питательных насосов до до
питательного узла котла (линия питательной воды).
3) Линия основного конденсата - участок от конденсатора до
деаэратора, включая сам деаэратор.
Схема главных
паропроводов блочных ТЭС (10.1)
Состав:
- линия острого пара (обычно имеется две нитки, на которых располагается
4 ГПЗ (главные паровые задвижки) с байпасами). ГПЗ могут находиться в двух
положениях: закрытое и открытое.
- БРОУ (быстродействующее редукционное охладительное устройство) пусковое
для прогрева ХПП и ГПП (холодного и горячего промышленного перегрева пара)
- БРОУ аварийного сброса пара в конденсатор при аварийной посадке
стопорного клапана
В схеме так же есть предохранительные клапана для аварийного сброса пара
в случае отключения турбины - расположены на линии острого пара и линии,
выравнивающей давление ХПП.
Обозначение ПК в схеме :
Расходомеры:
Стопорные клапаны СК, за ними регулирующие клапаны РК;
На ХПП установлено РОУ собственных нужд 5;
- БРОУ аварийные, срабатывающие при аварийном отключении турбины;
ХПП выполняется двумя трубопроводами, а ГПП - четырьмя;
Схема главных
паропроводов неблочных ТЭС (10.2)
Состав:
-котёл;
-пусковой коллектор;
-РОУ сброса пара в конденсатор;
-переключательный (главный) паропровод;
-РОУ собственных нужд;
-ГПЗ с байпасами;
-стопорный клапан;