газомазутное топливо что это

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Нормы издаются взамен «Норм расхода мазута или газа при сжигании углей с выходом летучих веществ менее 20 % на тепловых электростанциях Минэнерго СССР: НР-34-00-84-85» (М.: СПО Союзтехэнерго, 1985).

1.2. Нормы являются обязательными для тепловых электростанций, сжигающих угли с выходом летучих веществ менее 20 %, а также организаций Минэнерго СССР, планирующих, распределяющих, контролирующих расход газомазутного топлива на этих ТЭС.

1.3. Нормы предназначены для определения расхода газомазутного топлива в зависимости от качества сжигаемого угля, паропроизводительности котлов и производительности пылеприготовительных установок.

1.4. Минимально необходимый расход газомазутного топлива складывается из расхода на:

— растопки котлов и пуски блоков;

— технологические нужды при различных отклонениях в работе основного и вспомогательного оборудования;

— восполнение недостающего количества тепла при сжигании угля ухудшенного качества для выполнения заданного графика нагрузки. При этом не должно быть вынужденного снижения модности электростанции из-за ограничения паропроизводительности котлов;

— повышение температурного уровня в топк е для обеспечения устойчивого горения и нормального выхода жидкого шлака для котлов с жидким шлакоудалением.

2. НОРМЫ РАСХОДА ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА НА РАСТОПКИ КОТЛОВ С ПОПЕРЕЧНЫМИ СВЯЗЯМИ И ПУСКИ БЛОКОВ

2.1. Нормы расхода газомазутного топлива (в пересчете на условное топливо) на одну растопку из холодного состояния (при полностью остывшем котле и паропроводах) для котлов различных типоразмеров даны в табл. 1.

Нормы расхода газомазутного топлив а на одну растопку котла из хол одного состояния (в пересчете на условное топ ливо)

Паро производительность котла, т/ч

Давление, МПа (кгс/см 2 )

Котлы барабанные на давление пара 14 МПа (140 кгс/см 2 )

Котлы барабанные на давление пара 10 МПа (100 кгс/см 2 )

Котлы барабанные на давление пара менее 4,5 МПа (45 кгс/см 2 )

Котлы прямоточные на давление пара 10 МПа (100 кгс/см 2 )

2.2. Расход газомазутного топлива на растопку котлов и з других тепло вых состояний определяется как доля от нормы расхода газомазутного топлива на растопку из холодного состояния в зависимости от остаточного давления в барабане котла (рис. 1).

Рис. 1. Рас ход мазута или газа на растопку котлов из различных тепловых состояний

Нормы расхода газо мазутного топлива на один пуск блока из холодного состояния (в пересчете на условное топливо)

* В знаменателе без обогрева фланцевых шпилек ЦВД турбины

2.4. Расход газомазутного топлива на пуски блоков из других тепловых состояний составляет:

3. НОРМЫ РАСХОДА ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НУЖДЫ, СВЯЗАННЫЕ С РАЗЛИЧНЫМИ ОТКЛОНЕНИЯМИ В РАБОТЕ ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

3.1. Расход газомазутного топлива на технологические нужды включает расход на поддержание устойчивого горения во время кратковременных разгрузок и остановов, связанных с отключением основного и вспомогательного оборудования, срабатыванием пыли из бункеров, нарушением режима горения по разным причинам, включением автоматов подхвата факела и т.д., и составляет для углей марок АШ, Т, ОС при жидком шлакоудалении не более 3 %, при твердом шлакоудалении не более 2 % по тепловыделению.

4. НОРМЫ РАСХОДА ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ВОСПОЛНЕНИЯ НЕДОСТАЮЩЕГО КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛА ПРИ СЖИГАНИИ УГЛЯ УХУДШЕННОГО КАЧЕСТВА

Каждый котел спроектиро ван на сжигание угля определенной марки с расчетными качественными характеристиками и расчетным расходом топлива (В_к расч ) при номинальной нагрузке котла ( D _ном ). При этом в соответствии с нормами проектиро вания предусматривается запас по производительности пылеприготовительных установок К_з, который позволяет при некоторых отклонениях основных качественных характеристик топлива работать с номинальной нагрузкой.

При ухуд шении качества угля для поддержания заданных нагрузок сначала реализуется весь запас по производительности мельниц путем подачи угля в количестве, превышающем расчетное. При дальнейшем ухудшении качества угля, когда запас по производительности мельниц полностью исчерпан, добавляется газомазутное топливо для восполнения недостающего количества тепла, тем самым снимаются ограничения по паропроизводительности котлов (при отсутствии ограничений по шлакованию).

Запас по производительности мельниц оценивается коэффициентом К_з, который определяется путем сопоставления потребности котла в топливе при расчетном его качестве и номинальной нагрузке котла с суммарной производительностью систе м пы ле приготовления

Определение располагаемого расхода топли ва в схемах с промбункером должно проводиться с учетом возможности накопления пыли в часы провала нагрузки и ее последующего использования в часы пик.

Рис. 2. Номограмма для определения расхода газомазутного топлива на восполнение недостающего количества тепла при с жигании углей марки АШ ухудшенного качества:

Рис. 3. Номограмма для определения расхода газомазутного топлива на восполнение недостающего количеств а тепла при сжигании углей марки Т ухудшенного качества:

5. НОРМЫ РАСХОДА ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОГО ГОРЕНИЯ В ТОПОЧНОЙ КАМЕРЕ

Для обеспечения устойчивог о воспламенения и горения пыли в топке, а также предотвращения шлакования леток для котлов с жидким шлакоудалением и при сжигании низкокачественных углей марок АШ и Т необходима постоянная подсветка факела высококалорийным газомазутным топливом.

Определение расхода ма зута производилось опытным и расчетным путем из условий поддержания постоянного температурного уровня в ядре факела отдельно для углей марки АШ и марки Т. На основании этих данных получены зависимости расхода мазута от теплоты сгорания угля марки АШ и марки Т, которые представлены на рис. 4 и 5 (в процентах расхода условного топлива). Расход газа увеличивается на 10 % по сравнению с расходом мазута при одинаковых условиях.

Рис. 5. Расход мазута на подсветку факела для обеспечения устойчивого горения в топочной камере углей марки Т

6. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Котел ТП-100 однокорпусный с жидким шлакоудалением, D _ном = 640 т/ч, работающий в блоке с турбиной 200 МВт.

Расчетный расход топлива при проектном качестве угля В_к расч = 86,5 т/ч.

Режим работы котл а:

τ₂ = 10 ч с нагрузкой D ₂ = 0,9 D _ном ;

Среднесуточная нагрузка котла:

На котле установлены две системы пылеприготовления с шаровыми барабанными мельницами Ш-50 и промежуточными бункерами.

Вместимость промбункера по пыли V _макс = 250 т.

М инимальный запас пыли в каждом промбункере, необходимый для устойчивой работы питателей пыли, V _мин = 150 т.

Срабатываемый запас пыли в одном промбункере

в двух бункерах, установленных на котле,

Нормальная прои зводительность мельницы В_мц = 50 т/ч с коэффициентом готовности К_г = 0,96.

Коэффициент запаса мельниц

Опре деление расхода мазута:

а) норма расхода мазута при нагру зке 0,8 D _ном принимается равной расходу мазута, необходимого для устойчивого горения в топочной камере H ₁ = 17 % (см. рис. 4), так как мазут для восполнения недостающего количества угольной пыли при данных условиях работы котла не нужен (см. рис. 2, а);

в) норма расхода мазута при D _ном определяется следующим образом:

— минимальный расход мазута, необходимый для поддержания устойчивого горения Н₃ мин = 10 % (см. рис. 4);

В_к факт = 129,7 · 86,5/100 = 112,2 т/ч,

в условном исчислении:

В_к факт = 112,2 · 4640/7000 = 74,4 т/ч;

— в том случае, если в промбункерах скопился запас угольной пыли, недостающее количество угольной пыли

берется из этог о запаса.

Минимальная норма расхода мазута за сутки, необходимая для поддержания устойчивого горения, равна

В сут = 114,1 · 86,5 · 24/100 = 2368,7 т,

в усло вном исчислении:

В_усл сут = 2368,7 · 4640/7000 = 1570,1 т.

Максимальный суточный расход угля в условном исчислении равен

или в натуральном исчислении

В_уг сут = 1372,3 · 7000/4640 = 2070 т.

Номинальная производительность двух мельниц, установленных на котле, за сутки составит

В_мц сут = 50 · 2 · 0,95 · 24 = 2280 т.

Пример 2. Расчет сред несуточного расхода мазута.

К отел П-50 двухкорпусный с жидким шлакоудалением, D _ном = 950 т/ч, работающий в блоке с турбиной 300 МВт.

Расчетный расх од топлива при проектном качестве угля

Режим работы котл а:

τ₁ = 9 ч с нагрузкой D ₁ = 0,8 D _ном ;

Среднесуточная нагрузка котла:

В сут = 117,6 · 116 · 24/100 = 3274 т,

или в условном исчислении В_усл сут = 3274 · 4720/7000 = 2207,6 т.

На каждом корпусе предусмотрена индивидуальн ая система пылеприготовления с шаровой барабанной мельницей Ш-50 и промежуточным бункером.

Вместимость промбункера по пыли V _{ма кс} = 250 т.

Минимальный запас пыли в каждом промбункере, необходимый для устойчивой работы питателей пыли, V _мин = 150 т.

Максимальный срабатываемый запас пыли в промбункере

в двух промбункерах, установленных на котле,

Номинальная производительность мельницы В_мц = 72 т/ч с ко эффициентом готовности К_г = 0,9.

Коэффициент запаса мельниц

Номинальная производительность двух мельниц, установленных на котле, за сутки равна

В_мц сут = 72 · 2 · 0,9 · 24 = 3456 т.

Определение расхода мазута:

Минимальная норма расхода мазута за сутки, необходимая для поддержания устойчивого горения и на технологические нужды, равна

Максимальный суточный расход угля рав ен (в условном исчислении)

или в натуральном исчислении

В_уг сут = 2092,8 · 7000/4720 = 3103,7 т.

Так как номинальная производительность двух мельниц за сутки В_мц сут = 3456 т, то в промбункерах за сутки могло бы скапливаться

угольной пыли, однако суммарный объем бункеров гораздо меньше

Следовательно, рекомендуется среднесут очную производительность мельницы снизить с 72 т/ч до 200 · 72/352,3 = 40,9 т/ч.

Расход мазута на восполнение недостаю щего количества угольной пыли не нужен.

Суммарный расход ма зута за сутки (в условном исчислении) составит:

Если вместо ма зута используется газ, то расход газа будет выше на 10 %, т.е.

В_газ сут = 110 · 114,8/100 = 126,3 т.

Источник

Газомазутные топки и горелки.

Условия сжигания природного газа и мазута имеют много общего, что позволяет выполнять топочные камеры для этих видов топлив одинаковой конструкции. Природный газ и мазут сгорают в парогазовом состоянии (см. гл. 4). Интенсивность горения в обоих случаях определяется только условиями перемешивания. Для сжигания этих топлив достаточен невысокий подогрев воздуха: t_Г.В = 250…300°С. Практически отсутствует зола после сгорания этих топлив, поэтому исключается необходимость шлакоудаления в нижней части топки и не происходит шлакования экранов.

В результате при одинаковой тепловой мощности котла для этих топлив могут быть приняты одинаковые по размерам и конструкции топки. Близкие объемы образующихся продуктов сгорания позволяют применять одни и те же тягодутьевые машины. Смешение топлива с воздухом в газообразном состоянии в обоих случаях позволяет обеспечить практически полное сжигание топлива с низким избытком воздуха в топке α_Т = 1,02…1,05 при наличии высоких тепловых напряжений в зоне горения.

Газ и мазут обычно сжигаются в камерной топке раздельно, так как при совместном их сжигании возрастают топочные потери. В этом случае природный газ, воспламеняющийся раньше мазута, расходует на свое горение кислород и балластирует зону горения мазута продуктами своего сгорания. В котлах, оснащенных современными мощными газомазутными горелками, имеющими раздельные клапаны подачи воздуха (периферийный и центральный) с самостоятельным завихрением каждого потока, возможно совместное сжигание газа и мазута. Это определяется обеспечением начальной стадии горения каждого вида топлива «своим» воздухом из «своего″ канала.

Конструктивно топочная камера для сжигания природного газа и мазута имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Нижнюю часть топки (под) выполняют горизонтальной или с небольшим уклоном к центру. Из-за малого содержания минеральных примесей в этих топливах никаких устройств для вывода шлака не предусматривается. Интенсивное горение топлива приводит к образованию относительно небольшой по размерам зоны ядра факела вблизи горелок, которая характеризуется высоким уровнем температур. При этом излучательная способность факела в значительной мере определяется наличием сажистых частиц и трехатомных газов в зоне факела (СО₂, Н₂О), а количество твердых коксовых частиц здесь много меньше, чем при сжигании твердого топлива.

Высокий уровень температур в ядре факела создает значительную интенсивность теплового потока на настенные экраны, особенно при сжигании мазута за счет образования большего количества сажистых частиц. Это создает опасность перегрева металла труб и развития высокотемпературной коррозии, а также ведет к образованию высокой концентрации оксидов азота в ядре факела.

Большинство выпускаемых газомазутных паровых котлов оборудуются традиционными призматическими топками с двухфронтальным (встречным) расположением горелок. При однофронтальной установке горелки размещаются в 3…4 яруса, но при такой компоновке горелок не обеспечивается равномерное заполнение топки факелом. Однофронтальное размещение горелок неприемлемо для топок с небольшим размером по глубине (b_Т

Горелка выполняется с малой степенью крутки потока воздуха, горение факела растягивается на большую высоту топки, локальные тепловые потоки на экраны заметно снижаются, но температура газов на выходе из топки повышается.

Горелки для сжигания природного газа и мазута выполняются комбинированными, позволяющими поочередно сжигать эти топлива в одном горелочном устройстве. Одним из преимуществ комбинированных грелок является возможность легкого перехода с сжигания одного вида топлива на другое. Горелка должна быть выполнена таким образом, чтобы сжигание каждого из видов топлива происходило в оптимальных условиях.

На рис. 5.11 показан пример такой горелки большой тепловой мощности. Горелка имеет два самостоятельных канала подвода воздуха, каждый из которых завихривается в тангенциальном лопаточном аппарате и поступает в периферийный и центральный каналы горелки. Кроме того, имеется прямоточная подача третичного воздуха в центральную трубу для охлаждения канала мазутной форсунки. Подача мазута осуществляется паромеханической форсункой ТКЗ-4М производительностью 1,28 кг/с (4,6 т/ч) при давлении мазута 4,5 МПа и пара 0,2 МПа.

Распыление мазута производится в основном в потоке центрального воздуха, что обеспечивает воспламенение топлива при нагреве смеси, поступающей в топку. Природный газ в основном вводится в периферийный поток воздуха большим числом труб диаметром 32 мм из кольцевого коллектора. Другая часть природного газа вводится через отверстия центрального коаксиального канала; расчетная скорость выхода газа из отверстий соответственно 134 и 177 м/с.

Газомазутные горелки рассчитываются на работу топки с предельно малыми избытками воздуха (α_Т = 1,02…1,03 в газоплотной топке) в целях снижения интенсивности коррозионных процессов в низкотемпературной части тракта и уменьшения образования NO_X (см. § 7.7). Работа с низкими избытками воздуха требует тщательного выполнения горелок и воздухоподводящих трактов для того, чтобы исключить неравномерность распределения топлива и воздуха по горелкам. При работе топки под разрежением неизбежны присосы холодного воздуха извне (Δα_Т = 0,05…0,1). В таком случае расход организованного горячего воздуха через горелку будет несколько меньше теоретически необходимого (α_ГОР = 0,96…0,98), поскольку присосанный воздух частично (около 0,5Δα_Т) используется для горения топлива.

Для тонкого распыления мазута применяются центробежные форсунки. В зависимости от используемой среды для распыления мазута различают форсунки механические, паромеханические и паровые (рис. 5.12).

В форсунках с механическим распылением используется кинетическая энергия струи мазута, создаваемая напором топливного насоса. Выходя под давлением с повышенной скоростью (до 80 м/с) через завихритель и сопло форсунки, мазут тонко распыляется и выходит в топочный объем в форме полого конуса с большим углом раскрытия. Внутрь конуса поступают горячие топочные газы, которые обеспечивают прогрев и испарение выходящего из сопла топлива.Средний размер получающихся мелких капель составляет d_к = 250…300 мкм.

В паромеханической форсунке тонкое распыление мазута достигается подачей пара в зону разрушения пленки мазута. За счет большой плотности пара и значительной его скорости (более 500 м/с) происходит тонкое распыление жидкости (d_к = 100…150 мкм). Расход пара на распыление составляет не более 10% расхода мазута. Производительность паромеханической форсунки по мазуту составляет 5…7 т/ч и обеспечивает глубокий диапазон регулирования нагрузки.

В паровых форсунках распыление топлива достигается в результате использования кинетической энергии струи пара, вытекающей из форсунки, а мазут может поступать в форсунку под небольшим давлением. Преимуществом парового распыления является простота форсунки, а также высокое качество распыления даже при невысоком подогреве мазута (до 80°С). Однако паровые форсунки используются редко и только как растопочные на электростанциях, сжигающих твердое топливо. В длительной работе неэкономичны из-за большого расхода пара на распыление (40…60% от расхода мазута).

5.11

При сжигании природного газа его ввод в воздушный поток выполняют перпендикулярно к направлению движения воздуха (рис. 5.13). При этом газ может поступать из центральной газовой трубы (центральный ввод), либо через большое число отверстий с внешней стороны воздушного канала (периферийный ввод). Для равномерного распределения газа в объеме воздуха глубина проникновения отдельных струй газа должна быть различной. Определяющей характеристикой при расчете проникновения газовой струи является глубина внедрения струи h_С, определяемая соотношением количества движения газовой струи и воздушного потока и характеризующая расстояние по нормали от устья струи до места, где она принимает спутное с воздушным потоком направление движения.

Из формулы (5.12) следует, что глубина проникновения струи определяется главным образом ее диаметром и отношением скоростей струй газа и воздуха. При выполнении газовых отверстий вдоль потока воздуха в 2…3 ряда равномерное распределение газа в воздушном потоке достигается путем уменьшения диаметра отверстий по направлению движения воздуха (см. рис. 5.13).

Природный газ смешивается с воздухом внутри горелки на некотором расстоянии от выхода в топочный объем. Это необходимо для обеспечения первоначального перемешивания части газа с воздухом и достижения стехиометрического соотношения между ними, что создает зону устойчивого воспламенения газа на срезе горелки при температуре металлического насадка горелки или обмуровки выше 600°С. Иначе факел будет пульсирующим и может оборваться.

Требуемый расход природного газа через горелку B_Г, м 3 /с, определяется из общего теплового баланса парового котла

5.13

Воздушные регистры горелок выполняются трех видов: улиточный, тангенциальный лопаточный и аксиальный лопаточный.

При больших расходных объемах воздуха мощных горелок улиточный завихритель (см. рис. 5.7, а) получается довольно громоздким (большого диаметра).

В тангенциальном лопаточном регистре (см. рис. 5.7, г) поток воздуха движется к центру канала из периферийной камеры по касательной к стенкам канала и имеет несколько большее сопротивление, но отличается высокой степенью крутки потока.

Аксиальный лопаточный аппарат (см. рис. 5.7, б) состоит из прямых или гнутых лопаток, повернутых под углом 40…50° к направлению оси канала, наиболее прост в выполнении и имеет наименьшее гидравлическое сопротивление, но создает при этом меньшую по сравнению с другими степень крутки.

Пример 1. Определить время пребывания τ _ПРЕБ и скорость подъема газов в топочной камере котла ТПП-312А (N_ЭЛ = 300 МВт), имеющего тепловую мощность

, МВт.

Секундный расход газов в топке согласно (5.6), м 3 /c

Время пребывания газов в топке по (5.6)

Скорость газов в сечении топки, м/с

Пример 2. Определить тепловое напряжение топочного объема котла ТПП-312А при сжигании донецкого каменного угля марки ГСШ с жидким шлакоудалением при теплоте сгорания угля и КПД котла η_К=0,92.

Расход топлива на котел

Тогда тепловое напряжение объема топки по (5.5)

Тепловое напряжение сечения топки по (5.4) при расположении горелок в одном ярусе

1. Тепловая мощность топки определяется по (5.3), где теплота горячего воздуха с учетом (4.49) составит

.

Тогда по (5.3) тепловая мощность

Удельное тепловыделение в топке при сгорании 1 м 3 газа

2. Тепловосприятие топочных экранов по (5.8)

Здесь H_Т» определяется из (4.52)

3. Минимальный объем топочной камеры при допустимом тепловом напряжении для сжигания газа q_v =350 кВт/м 3

м 3

4. Расчетный объем топки при условии охлаждения газов до температуры θ»_Т= 1265°С

м 3

Расчетное тепловое напряжение топочного объема

кВт/м 3

6. Для типовых размеров сечения топочной камеры котла (а_Т = 18 м, b_Т = 7,6 м) ее высота составит h_Т = 14,5 м.

Дата добавления: 2015-07-10 ; просмотров: 3500 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник