Паровые котлы электростанций



Скачать 105.33 Kb.
Дата15.05.2019
Размер105.33 Kb.
Название файлаПаровые котлы электростанций.doc

Паровые котлы электростанций.


Во всех паровых котлах тепло, выделяющееся при сжигании топлива, предаётся от

продуктов его сгорания ( топочных и дымовых газов ) воде и пару.Передача тепла

осуществляется через поверхности нагрева, которые у современных котлов представляют собой или однорядные трубные панели ( на стенках топки и газоходов либо внутри газового потока в виде так называемых ширм ),или трубные пакеты, в которых дымовые газы проходят между расположенными в несколько рядов трубами.

Вода и пар движутся внутри труб. Концы труб поверхностей нагрева включены в сборные камеры ( коллекторы ), которые обычно представляют собой заглушенные

по концам отрезки толстостенных труб внутренним диаметром 200 – 350 мм.

По характеру движения воды все котлы можно разделить на три группы: котлы с

естественной циркуляцией воды, котлы с принудительной циркуляцией воды и

прямоточные ( безбарабанные ).


В котлах с естественной циркуляцией вода из барабана опускается по необогреваемым

( опускным ) трубам в нижние сборные коллекторы и затем вместе с образующимся

паром поднимается самотёком по обогреваемым трубам опять в барабан. В барабане

вода отделяется от пара и снова направляется в водоопускные трубы. Такое движение

обусловлено различием между весом столба воды в опускных трубах и весом столба

пароводяной смеси в обогреваемых трубных панелях.Таким образом, у котлах с естественной циркуляцией вода самотёком многократно проходит через трубы. Т. е. в котлах с естественной циркуляцией кратность циркуляции К от 5 до 30 и более. У всех таких котлов одним из основных элементов является барабан - стальной горизонтальный цилиндр длиной от 10 м, внутренним диаметром свыше 1,5 м при толщине стенок 85 – 115 мм. На старых электростанциях работают барабанные котлы

с тремя и даже пятью барабанами, но в настоящее время такие котлы не выпускают

Котлы с принудительной циркуляцией. В испарительных трубах можно организовать

движение рабочего тела принудительно, например, насосом, включённым в контур циркуляции. Движущий напор циркуляции в этом случае в несколько раз превышает

движущий напор при естественной циркуляции. Это позволяет располагать парообразующие трубы любым образом и организовать циркуляцию не только с вертикальным подъёмным движением, но также с горизонтальным и даже опускным

движением пароводяной смеси. В котлах этого типа кратность циркуляции составляет К=3 – 10. Котлов большой производительности этого типа в стране очень немного.

Прямоточные котлы не имеют барабана, и через испарительные трубы рабочее тело проходит однократно, так что кратность циркуляции К= 1. Прямоточный котел

Представляет собой разомкнутую гидравлическую систему. В испарительных поверхностях прямоточных котлов вода последовательно превращается в пар. На всех ТЭС докритического давления (≤ 220 атм. ) устанавливаются обычно барабанные котлы с естественной циркуляцией. Движущий напор циркуляции в них с повышением

давления уменьшается, в связи с чем по условиям надёжности циркуляции установлено

предельное давление в барабане 170 атм Для энергоблоков с барабанными котлами предельная мощность обычно не превышает 400 – 500 МВт. Для сверхкритического

давления ( ≥240 атм. ) единственно возможным является прямоточный котел, т. к. при

таком давлении разница в весе столба воды в опускных трубах и весом столба пароводяной смеси в подъёмных ( экранных ) трубах исчезает и котлы на принципе

естественной циркуляции работать не могут.

В отечественной энергетике наиболее широкое распространение получили паровые

котлы с П –образным профилем. Это две вертикальные призматические шахты, соединенные вверху горизонтальным газоходом. Первая шахта больше по размерам

- является топочной камерой. Её объём колеблется в пределах от 1000 до 3000 м3

топочной камере по всему периметру и вдоль всей высоты стен обычно располагаются трубные системы - топочные экраны. Они получают теплоту прямым

излучением от факела и являются радиационными поверхностями нагрева. Вторая

вертикальная шахта и соединяющий её с топочной камерой горизонтальный газоход

служат для размещения поверхностей нагрева, получающих теплоту конвенцией и поэтому называются конвективными газоходами, а сама вертикальная шахта – конвективной шахтой. После отдачи теплоты топочным экранам продукты сгорания

покидают топку при температуре -900 -1200 град. и поступают в горизонтальный газоход.

Из рассмотрения технологической схемы производства пара следует, что в состав

котельной установки входят:


1 Топливный тракт.

2 Водопаровой тракт.

3 Воздушный тракт.

4 Газовый тракт.


Топливный тракт

В комплекс системы топливного тракта эл. станции, сжигающей твёрдое топливо входят: устройства для приёма и разгрузки топлива; склад топлива, обеспечивающий

бесперебойную работу эл. станции даже при перерывах в топливоснабжении; устройства для предварительного дробления топлива до размера кусочков 15 – 25 мм ;

транспортные средства, обеспечивающие непрерывное перемещение и передачу топлива в пределах топливного тракта до бункеров котельной; оборудование систем окончательного размола топлива и подачи угольной пыли в топки паровых котлов

Дробленое топливо превращают в пылевидное состояние в мельницах, в которых получают полидисперстный порошок, т. е. смесь частиц различных размеров - от

0,1 до 300 - 500 мкм, а при грубом размоле бурых углей - до 1000 мкм. Качество

размола фракций характеризуется тонкостью размола. Основным фактором, влияющим

на тонкость размола является выход летучих. Чем больше выход летучих, тем грубее может быть размол.

Технологическая схема подготовки мазута. Большей частью мазут поступает по

железной дороге. Технологический тракт подготовки мазута включает: приёмно – сливное устройство ( сливные эстакады с желобами, приёмные резервуары с погружными перекачивающими мазут насосами ),основными резервуарами для хранения потоянного запаса мазута и мазутонасосную. Здесь осуществляется подготовка

мазута перед его сжиганием: удаление в фильтрах механических примесей, засоряющих форсунки, повышение давления с помощью насосов и подогрев в теплообменниках – подогревателях. Параметры мазута на входе в котельный цех:

Р = 6 ÷ 39 атм., Т= 110 ÷ 1250 ; на выходе из мазутонасосной Р = 7 ÷ 40 атм.,

Т = 115 ÷ 125 град. Номинальное давление мазута перед горелками котла – 8 атм.

Технологическая схема подготовки газового хозяйства. Эл. станции получают природный газ из магистральных газопроводов протяженностью до 3 – 4 тыс. км с диаметром до 2м и более. Газохранилище на территории станции не сооружают. Подготовка природного газа к сжиганию заключается в его фильтрации и поддержании

определённого давления дросселированием поступающего из магистрали газа. Обычно

давление в газовой магистрали для природного газа составляет 5 – 6 атм. и может изменяться в широких пределах, вследствие чего окажется неравномерной подача

газа на электростанцию. Поэтому подготовка газового топлива предусматривает дросселирование магистрального газа на газорегуляторной станции ( ГРС ) и поддержание " после себя " заданного постоянного давления ( обычно 1,1 – 1,3 ) атм.

Во всех мощных паровых котлах топливо сжигается в объёме камеры – камерное

сжигание. Необходимая интенсивность горения достигается подготовкой горючей смеси в горелочном устройстве, называемом просто – горелкой. Различают пылеугольные горелки, мазутные и газовые горелки. Последние обычно объединяют

в газомазутные горелки, позволяющие сжигать жидкое и газовое топливо.

Через пылеугольную горелку топливная пыль, полученная в процессе размола и сушки

при температуре 70 – 130 град.С, потоком первичного воздуха вдувается в топочную камеру, также через горелку поступает вторичный воздух при температуре 250 – 420 град.С. В широко распространенной вихревой горелке Таганрогского котельного завода

имеются два завихряющих короба – улитки. В меньшую улитку вводится пылевоздушная смесь, а в большую - вторичный воздух. В улитках оба потока завихряются и затем поступают в топку. Мазутную форсунку, работающую в период

растопки котла, устанавливают в центральной трубе. Также есть газовый электрозапальник. Большая проблема котлов на твёрдом топливе - шлакоудаления.

Шлаком называют часть золы топлива, которая оседает в топке котла. При жидком

шлакоудалении шлак собирается на горизонтальном поде котла в нижней части

топки. Обязательным является нагрев этого шлака до жидкого состояния. Через лётку

в поде жидкий шлак вытекает в ванну с водой, где застывает в виде небольших зерен ( гранул ) откуда специальными насосами удаляется на золошлакоотвал.

Газовые горелки. Объём природного газа примерно в 20 раз меньше объёма необходимого для его сгорания воздуха. Для эффективного перемешивания с воздухом

газ должен выходить в топку со значительно большей скоростью, чем воздух, и разделённым на отдельные тонкие струи. Его дробление на тонкие струи производится

во всех конструкциях газовых горелок. Как правило, газ вводится в воздушный поток

со скоростью, превышающей 70 – 100 м/сек, воздух подаётся со скоростью 20 – 40 м/сек

Принцип действия всех мазутных горелок одинаков. Все они имеют форсунки для распыления мазута и регистр с завихривающим регистром для перемешивания топлива и воздуха. Поэтому мазутные горелки называют - мазутными

форсунками. Применяют форсунки трёх типов: с паровым, механическим и паромеханическим распылением. Форсунки с паровым распылением, как правило,

устанавливают как растопочные т. к. непрерывный расход большого количества пара

ухудшает экономичность эксплуатации котельного агрегата. Применяют в основном

газомазутные паромеханические горелки производительностью 5 т/час по мазуту и

10000 м3/ по природному газу. Одновременное сжигание двух видов топлива хотя и

возможно, но не применяется т. к. возрастают топочные потери ( химическая и механическая неполнота сгорания ).


Водопаровой тракт котла.
В барабанных котлах считается недопустимым вынос из барабана с паром даже

небольшого количества котловой воды. Попадая в пароперегреватель, эта вода испаряется и содержащиеся в ней вещества остаются на внутренней поверхности

обогреваемых труб в виде твёрдого осадка. Трубы пароперегревателя нагреваются

до чрезмерно высокой температуры, из – за чего возможны их повреждение и

аварийная остановка котла. Унос воды с паром предотвращается внутри барабана

сепарационными устройствами. Эффективное осушение пара достигается в циклонных

сепараторах, размещаемых внутри барабана, -внутрибарабанных циклонах. Пароводяная

смесь вводится в вертикальные стальные цилиндры, по касательной к их внутренней

поверхности, благодаря чему в каждом циклоне возникает вращательное движение

воды и пара. При зтом вода, как более тяжелая, отжимается к стенкам циклона и стекает вниз. Расположенный под циклоном поддон препятствует удлинению воронки.

В барабанах котлов большой производительности устанавливают по нескольку десятков циклонов. Для очистки от растворенных веществ пар проходит в верхней

части барабана через слой питательной воды, которая разливается по поверхности

дырчатого щита (промывочный щит ) и удаляется на дно барабана ( барабан расположен в верхней части котла горизонтально ). Есть ещё верхний дырчатый щит

( отбойный ), который отсекает прошедшие через промывочный щит с паром

единичные капли воды. В барабане ещё находятся: труба аварийного сброса воды,

труба ввода фосфатов, труба для парового разогрева барабана при растопке котла от

соседних котлов. Торцевые отсеки барабана называют солевыми. В них вытесняется

при циркуляции вода с более высоким солесодержание.И она удаляется из барабана

в результате непрерывной продувки на что уходит примерно 1% котловой воды.

Удаляемая вода попадает в расширитель непрерывной продувки ( РНП ) откуда небольшое количества пара выбрасывается в атмосферу, а вода после нейтрализации в хим.цехе отправляется на очистные сооружения станции. Из нижних точек экранов котла тоже производят продувку которая называется периодической. Её производят примерно 1 раз в смену, открывая вентили периодической продувки экранов котла не более чем на 1 мин. чтобы не нарушить циркуляцию в котле. Пар этой продувки направляется в магистраль 6 атм. пара станции, а удаляемый шлам – на шламовое поле

очистных сооружений.

Влажный пар из барабана котла ( Р -159А, Т – 535 град. у котлов высокого давления )

направляется в пароперегреватель. Пароперегревателем называют поверхность нагрева, в которой происходит перегрев пара до требуемой температуры. Конструктивно представляют собой панели из труб наружным диаметром 32 – 42 мм и находящиеся в котле в зоне температур 1000, 900, 800,700 град., в основном в конвективной шахте

( настенный, потолочный, ширмовый, конвективный пароперегреватели ). Одним из способов увеличения температуры перегретого пара – изменение разряжения в топочной камере ( машинист " подтягивает " факелы вверх, т. е., не изменяя работы дутьевых вентиляторов, несколько больше нагружает дымососы и соответственно

увеличивает разрежение в топке ). Современные котлы с естественной циркуляцией

воды обычно рассчитывают таким образом, чтобы при работе с полной нагрузкой

первичный пар был нагрет на 10 – 20 град.С выше необходимой температуры. Снижение его температуры до требуемого значения производится впрыскивающими

пароохладителями, которые впрыскивают в пароперегреватели конденсат, получаемый

в конденсаторе котла. Пар, достигнув рабочих параметров 140 А и Т – 560 град. попадает в магистральные паропроводы ( трансферы ), на которые работают и другие

котлы. Станции, котлы и машины которых имеют связи по воде или пару называют с поперечными связями, в отличие от блочных.

Вода, поступающая в котел называется питательной. Она в основном состоит из

конденсата теплообменных аппаратов станции, основные из которых конденсаторы

турбин, а также из добавки хим.обессоленой воды хим. цеха. Подогретая в турбинном цехе до Т – 230 град.С питательная вода питательным насосом ( ПЭН ) подаётся в котёл. Пройдя конденсатор котла и экономайзер ( находится в конвективной шахте котла ниже пароперегревателей в области температур 450 град.),

питательная вода с Т- 300 град.С попадает на промывочный щит барабана котла.

Воздушный тракт котла включает в себя заборный короб холодного воздуха,

воздухоподогреватель( воздушная сторона )и горелочные устройства .Аэродинамическое

сопротивление воздушного тракта преодолевается дутьевым вентилятором. Воздух, подаваемый в котел для горения топлива имеет температуру 300 – 400 град.С.

Газовый тракт котла начинается в топочной камере,проходит через пароперегреватели, экономайзер, воздухоподогреватели ( газовая сторона ), золоуловитель ( в пылеугольных котлах ) и заканчивается дымовой трубой.

Аэродинамическое сопротивление газового тракта до дымовой трубы преодолевается

дымососом. Высота дымовых труб достигает 250 м и выше. Обычно крупные котлы

оборудуются двумя включёнными параллельно дутьевыми вентиляторами и двумя

дымососами.

Высота котлов высокого давления 30 – 40м

По ГОСТ 3619-76 на паровые котлы должно быть регламентировано - давление котла, температура перегретого пара, паропроизводительность ( Т/ч ),температура питательной воды.В этом ГОСТ - П – прямоточный котёл, Е - с естественной циркуляцией, П Р – с принудительной циркуляцией, Г М – газомазутный, Г- газовый

Действуют также заводские обозначения на котлы, в которых сначало записывается

завод - изготовитель : Т - Таганрогский котельный з-д

П – Подольский маш. з-д

БКЗ – Барнаульский котельный з - д .

Контрольные вопросы по теме:
1.Назначение котлов на электростанциях. Их роль в процессе производства электроэнергии.

2.Типы котлов на электростанциях. Их отличия.

3.Схема движения воды в котлах с естественной циркуляцией.

4.Основные технологические тракты при работе котла.

5.Описать топливный тракт котла.

6.Описать воздушный тракт.

7.Описать водопаровой тракт.

8.Основные аварийные случаи при эксплуатации котлов


Преподаватель Дикоп Б.В..



.





Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©danovie.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница