Виконано аналіз ведення водно-хімічного режиму котлів середнього тиску Безимянской ТЕЦ. розроблено методика визначення втрат теплоносія і теплоти з безперервної продувкою барабанних котлів. Зроблено оцінку величини безперервного продування на економічність Безимянской ТЕЦ. Запропоновано спосіб зниження втрат з безперервної продувкою котлів середнього тиску БТЕЦ.

Анотація наукової статті з енергетики та раціонального природокористування, автор наукової роботи - Зіганшина Світлана Камиловна


Analysis of water recycling schemes continuous boiler blowdown medium pressure Bezymyanskaya CHP

The analysis of water chemistry medium pressure boilers Bezymyanskaya CHP. A method for determining loss of coolant and heat with continuous blowdown drum boilers. Assessed value of continuous blowdown to cost Bezymyanskaya CHP. A method for reducing the losses from the continuous blowdown medium pressure BTETS.


Область наук:

  • Енергетика і раціональне природокористування

  • Рік видавництва: 2011


    Журнал: Известия вищих навчальних закладів. проблеми енергетики


    Наукова стаття на тему 'Аналіз схеми утилізації води безперервної продувки котлів середнього тиску Безимянской ТЕЦ'

    Текст наукової роботи на тему «Аналіз схеми утилізації води безперервної продувки котлів середнього тиску Безимянской ТЕЦ»

    ?УДК 621.311.22

    АНАЛІЗ СХЕМИ УТИЛІЗАЦІЇ ВОДИ безперервного продування котлів СЕРЕДНЬОГО ТИСКУ БЕЗИМЯНСКОЙ ТЕЦ

    С.К. Зіганшина

    ГОУ ВПО "Самарський державний технічний університет" (м Самара)

    Виконано аналіз ведення водно-хімічного режиму котлів середнього тиску Безимянской ТЕЦ. Розроблено методику визначення втрат теплоносія і теплоти з безперервною продувкою барабанних котлів. Зроблено оцінку величини безперервної продувки на економічність Безимянской ТЕЦ. Запропоновано спосіб зниження втрат з безперервною продувкою котлів середнього тиску БТЕЦ.

    Ключові слова: паровий котел, безперервна продування, методика, ентальпія, теплота, вода, розширювач, економічність, ТЕЦ.

    З метою забезпечення безнакіпний режиму роботи екранних труб котла та необхідної якості пара концентрація солей в котельній воді не повинна перевищувати допустимого значення. Для підтримки такої концентрації солей виробляють безперервну продувку котла з місць з найбільш високим солевмістом котельної води. Однак значні втрати на ТЕС пов'язані з безперервною продувкою барабанів котлів. Для зменшення цих втрат на лініях продувочной води встановлюють розширювачі безперервної продувки. Застосування знаходять схеми з однією і двома ступенями розширення. У схемі продувки котла з одним розширником пар з останнього направляється зазвичай в деаератор основного конденсату турбіни. Туди ж надходить пар з першого розширювача при двоступеневої схемою. Пара з другого розширювача направляється зазвичай в атмосферне або вакуумний деаератор підживлювальної води теплової мережі або в станційний колектор (0,12 - 0,25 МПа). Дренаж розширювача продування підводиться в охолоджувач продувки, де охолоджується водою, що спрямовується в хімічний цех (для підготовки додаткової і підживлювальної води), і потім скидається. Таким чином, розширювачі продувки зменшують втрати продувочной води і збільшують теплову економічність установки за рахунок того, що велика частина міститься у воді теплоти при цьому корисно використовується [1].

    За програмами енергетичних обстежень підприємств ВАТ "Самараенерго" в 2004 році виконано аналіз ведення водно-хімічного режиму котлів середнього тиску Безимянской ТЕЦ (БТЕЦ) (ст. №№ 1 ^ 5). На БТЕЦ встановлені наступні котлоагрегати середнього тиску: два котла КО-Ш-200 (ст. №№ 1, 2), один ТКП-3-200 (ст. № 3) і два котла К8С-140 (ст. №№ 4, 5). Норма безперервного продування для котлів середнього тиску БТЕЦ, встановлена ​​хімслужби ВАТ "Самараенерго", становить 5%.

    Значення величини безперервної продувки котлів середнього тиску БТЕЦ, визначені за результатами вимірів витрат продувочной води і паропродуктивності котлів, наведені в табл. 1.

    © С.К. Зіганшина

    Проблеми енергетики, 2011, № 7-8

    Таблиця 1

    Величина безперервної продувки котлів середнього тиску БТЕЦ

    Дата Станційний номер котла Дата Станційний номер котла

    1 2 3 4 5 1 2 3 4

    22.01.04 3,3 - 5,34 4,8 4,26 26.02.04 3,9 4,4 4,8 5,3

    11.01.04 2,7 2,4 2,8 4,0 - 02.03.04 5,9 - 5,4 8,3

    25.01.04 3,0 - 3,4 4,6 5,1 05.03.04 6,3 - 7,4 9,6

    02.02.04 3,1 - 2,8 3,1 4,5 10.03.04 5,5 - 6,2 7,7

    10.02.04 3,9 3,4 4,6 5,1 - 15.03.04 5,8 - 6,6 8,3

    Примітка: величина безперервної продувки р,%, котла визначалася за формулою

    р = (Спр / д) 100,

    де Сл

    Б -

    ,пр ^ відповідно витрата продувочной води і

    паропроизводительность котла, т / год.

    Середнє значення величини безперервної продувки для котлів ст. №№ 1, 3, 4 за результатами обстеження, проведеного 02.03.04; 05.03.04; 10.03.04 та 15.03.04 р (табл. 1), відповідно дорівнювало: 6,53; 7,77; 6,47 і 6,9%. Перевищення середнього значення величини безперервної продувки для котлів ст. №№ 1, 3, 4 в березні 2004 р в середньому становило 1,92%. Підвищені значення величини безперервної продувки барабанних котлів обумовлені великим неповерненням конденсату з виробництва.

    З метою зниження втрат кількості продувочной води котлів середнього тиску і теплоти на БТЕЦ встановлені утилізатори теплоти - УТ № 1 і УТ № 2, причому працюють вони по черзі. Схема утилізації продувочной води котлів середнього тиску БТЕЦ показана на рис. 1.

    Котли середнього тиску

    ХОВ в накопичувальний бак утилізаторів теплоти

    Мал. 1. Схема утилізації продувочной води котлів середнього тиску БТЕЦ © Проблеми енергетики, 2011, № 7-8

    Спочатку продувальна вода від котлів середнього тиску (ст. №№ 1 ^ 5) направляється в один з УТ, в якому підтримується тиск рут = 0,15 МПа,

    при цьому тиск в барабані котлів рд = 3,4 МПа. В результаті падіння тиску в УТ частина продувочной води випаровується. Пара, що утворюється використовується для нагріву надходить в УТ хімочіщенной води, витрата якої дорівнює 40 т / год. Температура хімочіщенной води на вході в УТ - 30 ° С, на виході з нього - 80 ° С. Несконденсировавшиеся пар відводиться з УТ в атмосферу, а частина, що залишилася продувочной води скидається в шлаковий канал. Нагрівання хімочіщенной води здійснюється у вбудованій частини УТ, на бічній поверхні якої є вікна (рис. 2). Через ці вікна проходить пара, що виділяється з продувочной води.

    Пар в атмосферу

    хімочищеної

    Продувальна вода від котлів

    середнього тиску -

    Отсепарирован продувальна вода в шлаковий канал

    Л

    я

    н

    вода

    я

    ч

    Нагріта хімочищеної вода

    -----------1-----------

    Мал. 2. Конструктивна схема утилізатора теплоти

    Для оцінки величини безперервної продувки котлів середнього тиску на економічність БТЕЦ розроблена методика визначення добової втрати теплоносіїв і теплоти в грошовому вираженні з безперервною продувкою барабанних котлів [2].

    З огляду на, що Б1 = Б2 = 180 т / год, Б3 = 200 т / год і Б4 = Б5 = 100 т / год і

    приймаючи р1 = р2 = р3 = р4 = Р5 = р, формулу для визначення загальної витрати продувочной води Спр.в, кг / год, що надходить в УТ від котлів, можна записати в наступному вигляді:

    З

    пр.в

    100

    (2 Б1 + Б3 + 2 Б4).

    Витрата води вут, кг / год, що втрачається з безперервною продувкою котлів,

    Добу = ~ р: (2 Б1 + Б3 + 2 Б4 Х1 - й),

    100

    (1)

    де й - кількість пара, що виділяється з 1 кг продувочной води в УТ, кг / кг. Величина й визначається за формулою [1]

    й = (йпр - ^ т V (^ т - ^ т ^ (3)

    де квітень і Н ^ т - ентальпія киплячої води, відповідно, при тиску в

    барабані котла і в УТ, кДж / кг; й ^ Г - ентальпія сухої насиченої пари при

    тиску в УТ, кДж / кг.

    Рівняння теплового балансу для вбудованої частини УТ в остаточному вигляді:

    ^ Ховй1 + Бп йут = (хов + Бп) (4)

    де Схов - витрата хімочіщенной води, що надходить в УТ, кг / год; Бп - витрата пара, що конденсується в УТ, кг / год; й і Й2 - ентальпія хімочіщенной води, відповідно, на вході в УТ і на виході з нього, кДж / кг.

    З рівняння (4) висловимо витрата конденсується в УТ пара Бп, кг / год:

    Бп = ехов -п--. (5)

    йут - Й2

    Витрата пара, кг / год, що виділяється з продувочной води в УТ,

    Бут = 100 (2 Б + Б + 2 Б) й. (6)

    Витрата пара Бут, кг / год, що відводиться в атмосферу з УТ,

    Бут = БПТ - Бп = (2Б + Б3 + 2б4) й - Схов Й • (7)

    й ут й2

    За формулами (1), (2) і (7) визначено, відповідно витрата продувочной води, що надходить в УТ від котлів; витрата води, що втрачається з безперервною продувкою котлів; і витрата пара, що відводиться в атмосферу з УТ: Спр.в = 7600 р

    кг / год; Оут = 5638 р кг / год; Бут = 1962 р - 3549 кг / год. З останнього виразу випливає, що при р <1,81% кількості пара, що виділяється з продувочной води в УТ, буде недостатньо для нагрівання надходить в нього хімочіщенной води з 30 до 80 ° С, тобто, в такому випадку хімочищеної вода буде нагріватися в УТ до температури? 2 <80 ° С, а Бут = 0.

    Добовий витрата води 6уГт, кг / сут, що втрачається з безперервною продувкою котлів,

    Про ^ = ОутТ = 100 (2 Б + Б + 2 Б4) (1 - й), (8)

    де Т = 24 год / добу.

    На станції втрата води з безперервною продувкою котлів заповнюється хімочіщенной (додаткової) водою. Добова втрата води в грошовому вираженні ПВ1, руб / сут, з безперервною продувкою котлів становить

    ПВ1 = сутт ^ в = ^^ (+ В3 + 2 Б) (! - 4 (9)

    де $ в - собівартість 1 кг хімочіщенной води, руб / кг; $ В = 0,0103 руб / кг (за цінами 2004 року).

    Кількість теплоти Qв, Гкал / добу, що втрачається з відводиться з УТ продувочной водою за добу,

    10-6 = 24 ^ р10-6

    ?'- "ут" ут 4,18б8 = 418,68

    2в = суттю ^ т ТТ ^ = - (+ Бз + 2 ^ 4) 1 - й). (10)

    Добова втрата теплоти в грошовому вираженні ПВ2, руб / сут, з продувочной водою, що відводиться з УТ,

    24йвтр10-6 $ т / ч / ч

    ПВ2 = йв $ т = -Щ68- (2 ^ 1 + Бз + 2 Б4) (1 - й), (11)

    де $ т - собівартість теплової енергії, руб / Гкал; $ Т = 136,843 руб / Гкал (за цінами 2004 року).

    За формулами (9) та (11) визначено, відповідно, ПВ1 і ПВ2, руб / сут: ПВ1 = тисячі триста дев'яносто чотири р; ПВ2 = 2066 р.

    Добовий витрата пара Бугті, кг / сут, що відводиться в атмосферу з УТ, дорівнює

    Буут = ТБут = 24

    Г \

    (12)

    (2Б1 + Б3 + 2б4) й - Схов Нг >Ц

    100 H 4 середньому 1 3 4 хов дп -, у "ут" 2

    Кількість теплоти йп, Гкал / добу, що втрачається з відведеного в атмосферу паром з УТ за добу,

    ^ "-6 (р.. Д - д" I

    (13)

    ,, - ь-

    Отут

    йп = = (+ Б + 2А) - ^ в, ^ 1

    ут ут 4,1868 4,1868

    ШТ * - - "" дутий -, 2

    Добова втрата викидається в атмосферу з УТ пара в грошовому вираженні пп1, руб / сут, становить

    ПП1 = Буут $ в = 24 $ в

    -0- (+ Б3 + 2б4) - ахів -,: - Д1-100 ип -,

    у ут я2 у

    (14)

    Добова втрата теплоти в грошовому вираженні ПП2, руб / сут, з відведеного в атмосферу паром з УТ дорівнює

    24й? Т 10-6 Я-

    Л

    24йут 10 ЛТ (р.. До _ до

    ПП2 = йп $ т = У ' "Т 7 ^ (2 ^ 1 + Б3 + 2 ^ 4 / _

    4,1868

    100

    Кут _ ^ 2

    За формулами (14) і (15) визначено, відповідно, пп1 і ПП2, руб / сут: пп1 = 485р-877; ПП2 = 4145р-7496.

    Добова втрата теплоносіїв в грошовому вираженні Щ, руб / сут, з безперервною продувкою котлів дорівнює П1 = ПВ1 + пп1 = тисяча вісімсот сімдесят дев'ять р _ 877.

    Добова втрата теплоти в грошовому вираженні П2, руб / сут, з безперервною продувкою котлів дорівнює П 2 = ПВ2 + ПП2 = 6211 р _ 7496.

    Таким чином, добова втрата теплоносіїв і теплоти в грошовому вираженні П, руб / сут, з безперервною продувкою котлів становить: П = П1 + П2 = 8090 р _ 8373. Значення Щ, П2 і П в залежності від величини безперервної продувки показані на рис. 3.

    Результати виконаного розрахунку показують, що при рнорм = 5%

    добова втрата П = 32,1 тис. руб / сут (рис. 3). При одночасній напрацювання котлів середнього тиску, що дорівнює 5000 год / рік, річна втрата з безперервною продувкою п'яти котлів при рнорм становить 32100-5000 / 24 = 6,7 млн.руб / рік. перевищення

    Рнорм, наприклад, на 0,5% призводить до додаткової втрати 4 тис.руб / сут (833 тис.руб / рік).

    З метою зниження добової втрати П доцільно виходить з УТ пар подавати в атмосферне деаератор, а продувну воду, що відводиться з УТ, направляти в теплообмінник - охолоджувач продувки, в якому вона буде охолоджуватися водою, використовуваної в циклі станції, наприклад, до 40 ° С.

    Добова втрата теплоти з відводиться з УТ продувочной водою після

    охолоджувача продувки в грошовому вираженні Пвп, руб / сут, складе

    Пвп = 24к ° 4 ', р {', 086Л'т (2А + Б + 2 ^ 4 / _ d) = 741 р, (16)

    де ІОП - ентальпія продувочной води після охолоджувача продувки, кДж / кг.

    В такому випадку добова втрата кількості води і її теплоти з безперервною продувкою котлів в грошовому вираженні Пвп, руб / сут, дорівнює:

    \

    = 2135 р. (17)

    Пвп = ПВ1 + пвп = 24 р (2Б1 + Б3 + 2б4 / 1 _ d + коп 10 6 ст в1 в2 1 3 4Л \ 100 418,68

    /

    Значення Пвп, ПВ1 і Пвп в залежності від величини безперервної продувки показані на рис. 4.

    П], П2, П, тис.руб / сут

    5 «

    40

    30

    20

    10

    3

    __.

    ПВ2, ПВ1, П, 16

    14

    12

    10

    тис.руб / сут

    -

    -

    - 3 \

    2

    .1 - *

    --1 -1- -1-

    5

    р,%

    Мал. 3. Графіки залежності добової втрати, в грошовому вираженні, теплоносіїв (1), теплоти (2) і загальної добової втрати (3) з безперервною продувкою котлів від величини безперервної продувки

    3 4 5 6 р,%

    Мал. 4. Графіки залежності добової втрати, в грошовому вираженні, теплоти з продувочной водою після охолоджувача продувки (1), кількості води з безперервною продувкою котлів (2) і сумарною добової втрати (3) від величини безперервної продувки

    Визначено величину ДП, руб / сут, на яку зменшиться добова втрата П з безперервною продувкою котлів при подачі виходить з УТ пара в атмосферне деаератор і охолодженні відводиться з УТ продувочной води до 40 ° С в охолоджувачі продувки:

    ДП = П - Пвп = 5955 р - 8373.

    (18)

    Значення ДП в залежності від величини безперервної продувки показані на рис. 5.

    Мал. 5. Графік залежності ДП від величини безперервної продувки

    За поданим на рис. 5 графіку можна визначити, що при Рнорм = 5% АП = 21,4 тис.руб / сут, тобто, якщо виходить з УТ пар направляти

    в атмосферне деаератор, а відведену з УТ продувну воду охолоджувати до 40 ° С втрата з безперервною продувкою котлів при рнорм зменшиться на 4,5

    млн.руб / рік при одночасній напрацювання котлів середнього тиску 5000 год / рік і становитиме 6,7-4,5 = 2,2 млн.руб / рік.

    висновки

    1. Вироблено обстеження і виконаний аналіз ведення водно-хімічного режиму енергетичних котлів Безимянской ТЕЦ ст. №№ 1, 2 типу KO-III-200; ст. № 3 типу ТКП-3-200 і ст. №№ 4, 5 типу KSG-140. Встановлено, що водно-хімічний режим цих котлів в частині стану живильної води в основному відповідає нормативним вимогам. Однак є перевищення величини безперервної продувки р котлів ст. №№ 1, 3, 4 в середньому на 1,92% (за результатами обстеження в березні 2004 р). Максимальне перевищення р для котла ст. № 4 становить 5,19%. Встановлено, що підвищення р котла середнього тиску паропроизводительностью 180 + 200 т / год на 1% збільшує витрату додаткової води і, відповідно, продуктивність хімводоочищення на 1,8 + 2,0 т / год. З урахуванням роботи розширювача безперервної продувки котла ця величина складе 1,26 + 1,4 т / год або 5670 + 6300 т / рік при напрацюванні котла 4500 год / рік.

    2. Виконано аналіз схеми утилізації води безперервної продувки котлів середнього тиску Безимянской ТЕЦ. Для оцінки впливу величини безперервної продувки барабанних котлів на економічність ТЕЦ розроблена методика визначення втрат теплоносія і теплоти з безперервною продувкою котлів. Зроблено оцінку величини безперервної продувки котлів середнього тиску на економічність БТЕЦ. Встановлено, що при одночасній напрацювання котлів 5000 год / рік втрата з безперервною продувкою п'яти котлів за рік при рнорм становить 6,7 млн.руб. Перевищення рнорм, наприклад, на 0,5%

    призводить до додаткової втрати 4 тис.руб / сут (833 тис.руб / рік). Для зниження втрати з безперервною продувкою котлів доцільно пара, що виходить з утилізатора теплоти, направляти в атмосферне деаератор, а відведену з утилізатора теплоти продувну воду охолоджувати до 40 ° С в охолоджувачі продувки. В такому випадку втрата з безперервною продувкою котлів при рнорм

    складе 2,2 млн.руб / рік, тобто зменшиться на 4,5 млн.руб / рік. Дані значення втрат з безперервною продувкою котлів розраховані при собівартості хімочіщенной води і теплової енергії по цін 2004 г. (? В = 0,0103 руб / кг;? Т = 136,843 руб / Гкал). Значення вказаних собівартостей за цінами 2010 року складають:? В = 0,05306 руб / кг; S т = 780,5 руб / Гкал. Тому при одночасній напрацювання котлів 5000 год в 2010 році втрата з безперервною продувкою п'яти котлів при рнорм складе 37,136 млн.руб, тобто збільшиться в 5,5 рази в порівнянні з

    значенням втрати з безперервною продувкою котлів за 2004 р.

    3. Якщо пар з утилізатора теплоти направити в деаератор, а не випарувався, в утилізаторі теплоти воду охолоджувати до 40 ° С в охолоджувачі продувки, то втрата з безперервною продувкою котлів при рнорм за 2010 р.

    складе 11,883 млн.руб, тобто зменшиться на 25,253 млн.руб.

    Summary

    The analysis of water chemistry medium pressure boilers Bezymyanskaya CHP. A method for determining loss of coolant and heat with continuous blowdown drum boilers. Assessed value of continuous blowdown to cost Bezymyanskaya CHP. A method for reducing the losses from the continuous blowdown medium pressure BTETS.

    Key words: steam boiler continuous blowdown, method, enthalpy, heat, water, extender, efficiency, CHP.

    література

    1. Буров В.Д. Теплові електричні станції: підручник для вузів. / В.Д. Буров, Е.В. Дорохов, Д.П. Єлізаров та ін .; під ред. В.М. Лавигіна, А.С. Седлова, С.В. Цанева. 2-е изд., Перераб. і доп. М.: Видавничий дім МЕІ, 2007. 466 с. ISBN 978-5-903072-86-6.

    2. Кудінов А.А., Зіганшина С.К. Розрахунок втрат з безперервною продувкою на котлах Безимянской ТЕЦ // Енергетик. 2009. № 12. С. 32-35.

    Надійшла до редакції 14 лютого 2011 р.

    Зіганшина Світлана Камиловна - канд. техн. наук, доцент кафедри «Теплові електричні станції» (ТЕС) Самарського державного технічного університету (СамГТУ). Тел .: 8 (846) 333-65-77. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її..


    Ключові слова: ПАРОВИЙ КОТЕЛ /безперервного продування /МЕТОДИКА /ентальпія /ТЕПЛОТА /ВОДА /розширювачі /ЕКОНОМІЧНІСТЬ /ТЕЦ /STEAM BOILER CONTINUOUS BLOWDOWN /METHOD /ENTHALPY /HEAT /WATER /EXTENDER /EFFICIENCY /CHP

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити