Выбор котельных агрегатов ТЭС

Выбор котельных агрегатов ТЭС.

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.

Ро_ПК=(1,04−1,09)Ро; to_ПК=(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.

Dо_ПК=(Do+Do_п)1,03.

Do_п=2,2%Do.

Резервные энергетические котлы на ТЭЦ не устанавливаются. Их количество обычно соответствует количеству турбин.

На ТЭЦ количество ПВК определяется нагрузкой ПВК.

Q_ПВК=.

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.

2) 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;

2) 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.

3. 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;; Р_цв).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.

5. Выбор насосов

Питательные насосы выбирают по и Рпн.

Dпв=Dопк+0,05Doпк.

1) Для барабанных котельных агрегатов.

2) Для прямоточных котельных агрегатов Рб — рабочее давление в паровом котле;

Рддавление в деаэраторе;

— высота подъёма воды из деаэратора в барабан парового котла;

— средняя плотность питательной воды;

— суммарное гидравлическое сопротивление оборудования.

2) 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.

6. Выбор баков

1)Баки запаса питательной воды или аккумуляторы деаэраторов, выбираются на ёмкость баков.

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.

2)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.

3)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.

4)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).

1) 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% В_р.

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 Q_{В, Д}=10%, запас по напору Н_{В, 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:

1- 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.

2 — БРОУ (быстродействующее редукционное охладительное устройство) пусковое для прогрева ХПП и ГПП (холодного и горячего промышленного перегрева пара)

3 — 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;

Линия промежуточного перегрева На ХПП установлено РОУ собственных нужд 5;

7 — БРОУ аварийные, срабатывающие при аварийном отключении турбины;

ХПП выполняется двумя трубопроводами, а ГПП — четырьмя;

Схема главных паропроводов неблочных ТЭС (10.2).

Состав:

1-котёл;

2-пусковой коллектор;

3-РОУ сброса пара в конденсатор;

4-переключательный (главный) паропровод;

5-РОУ собственных нужд;

6-ГПЗ с байпасами;

7-стопорный клапан;