Тепловые испытания котлоагрегата БКЗ-420-140-7 ст.№ 4 Ново-Зиминской ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго» для разработки энергетических характеристик. Опытное сжигание непроектного топлива с корректировкой режимной карты
Общие сведения:
Работа выполняется для поддержания нормативно-технической документации по топливоиспользованию (НТД по ТИ) в состоянии, соответствующем действительному состоянию оборудования и действующим нормативно-правовым документам в соответствии с требованиями:
Цели работы:
-
проведение тепловых испытаний для определения фактических основных технико-экономических показателей (ТЭП) работы котла и поправок к расчету ТЭП на отклонение условий эксплуатации, включая потребление электроэнергии на собственные нужды;
-
корректировка существующих энергетических характеристик котла на основе проведенных испытаний;
-
разработка рекомендаций по повышению экономичности и надежности работы котлоагрегата;
-
определение технической возможности сжигания Мугунского бурого угля (в чистом виде и в эксплуатационной смеси с Азейским бурым углем), выявление возможных ограничений в работе основного и вспомогательного оборудования и определение оптимальных режимов работы, экономических и экологических показателей работы котла с выдачей рекомендаций.
Выполненные работы:
Сведения об объекте:
Котельный агрегат БКЗ-420-140-7 — котельный агрегат (ст.№ 4) Барнаульского котельного завода, однобарабанный, П-образной компоновки, с естественной циркуляцией, предназначен для сжигания Азейского бурого угля.
Номинальная производительность — 420 т/ч; давление перегретого пара на выходе из котла — 140 кгс/см2; температура перегретого пара — 560 °С; температура питательной воды — 230 °С.
С момента ввода в эксплуатацию на котлоагрегате существенных реконструкций, которые могли повлиять на характеристики, не производилось. В связи с истощением запасов месторождения Азейского бурого угля котел был переведен с проектного Азейского бурого угля на эксплуатационную смесь бурых углей с преобладанием Мугунского бурого угля.
Объем работ и основные технические решения:
В ноябре 2009 г. выполнены предварительные работы. Проведен контроль штатных средств измерений расходов, давлений, температур, их достоверность и надёжность. Выполнен сбор необходимой информации о составе, состоянии обследуемого оборудования и его заводских данных. Определен и согласован с котельным цехом перечень подготовительных работ. Согласована с подразделениями и утверждена главным инженером рабочая программа по испытаниям котлоагрегата.
В ноябре-декабре 2009 г. были проведены тепловые испытания котлоагрегата (экспериментальная часть работы) в соответствии с утвержденной рабочей программой. Длительность опытов составляла от 45 до 60 минут без учёта стабилизации режима и выбиралась в зависимости от стабильности записываемых параметров. Данные, полученные в результате испытаний, представлены в сводных ведомостях испытаний котла.
В основу расчетов положены фактические значения замеренных величин с учетом всех необходимых поправок к средним опытным значениям.
Графические зависимости режимных, технико-экономических и экологических показателей работы котла построены при оптимальных значениях коэффициентов избытка воздуха за КПП в диапазоне проверенных нагрузок котла, приведенных к истинным значениям и принятой температуре питательной воды 230 °С.
Составление энергетических характеристик котлоагрегата типа БКЗ-420-140-7 ст.№ 4.
Выполнен сбор исходных данных для составления энергетических характеристик котлоагрегата. Подбор и изучение необходимых паспортных данных, результатов проведенных испытаний и других исходных данных для составления энергетических характеристик.
Результаты испытаний:
В рабочем диапазоне нагрузок котел обеспечивает возможность стабильного несения заданной нагрузки. При работе в эксплуатационном диапазоне нагрузок температура перегретого пара находилась в интервале 550–555оС. На минимальной нагрузке при оптимальном коэффициенте избытка воздуха и работе 3-х пылесистем не обеспечивается расчетная температура перегретого пара 560 оС (фактическая температура на нагрузке 210 т/ч составила порядка 530 оС). Воздействие на шиберы третичного воздуха для поддержания температуры перегретого пара на должном уровне видимого эффекта не имело.
Оптимальный коэффициент избытка воздуха в режимном сечении на номинальной нагрузке составляет 1,17 (3,05 % по О2) и увеличивается до 1,54 (7,4 % по О2) на минимальной нагрузке из-за необходимости сохранения номинальной температуры перегретого пара за котлом, приемлемых соотношений скоростей первичного и вторичного воздуха в горелках.
В рабочем диапазоне нагрузок КПД котла «брутто», приведенный к условиям эксплуатации котла (Тпв= 230 оС, Тхв= 40 оС, Твзп'= 70оС), составляет 93,07 % на номинальной нагрузке и монотонно уменьшается до 92,37 % при снижении нагрузки котла до минимальной.
Присосы воздуха в конвективную шахту на номинальной нагрузке не превышают нормативную величину (10 %) и составляют 7 %, присосы в ЗУУ и газоходы на номинальной нагрузке превышают нормативную величину (10 %) и составляют 15 %.
На номинальной нагрузке суммарный удельный расход электроэнергии на привод тягодутьевых механизмов составляет 8,2 кВт∙ч/Гкал, на пылеприготовление – 7,8 кВт∙ч/т н.т. В диапазоне нагрузок 300 – 350 т/ч осуществляется переход всех ТДМ на 2-ю скорость. В диапазоне нагрузок 210 – 330 т/ч котлоагрегат работает с тремя ММТ, на нагрузках 330 – 370 т/ч возможна работа как с 3-мя так и с 4-мя ММТ, на более высоких нагрузках работа осуществляется с 4-мя ММТ.
В проверенном диапазоне нагрузок (210–420 т/ч) максимальная температура металла змеевиков поверхностей нагрева пароперегревателя не превышала допустимых значений.
Экологические показатели работы котла не удовлетворяют нормативным требованиям во всем диапазоне нагрузок. На номинальной нагрузке в оптимальном топочном режиме концентрация оксидов азота в уходящих газах составляет порядка 780 мг/м3, что больше нормативной величины, равной 570 мг/м3. Основная причина – повышенные присосы в ЗУУ и газоходы котла.
Опытное сжигание
В рабочем диапазоне нагрузок котел обеспечивает возможность стабильного несения заданной нагрузки. При работе в эксплуатационном диапазоне нагрузок температура перегретого пара находилась в интервале 550–555оС. На нагрузках, близких к минимальной, не обеспечивается расчетная температура перегретого пара 560 оС. В свою очередь, при сжигании проектного Азейского бурого угля поддержание температуры перегретого пара на уровне расчетных значений более легко реализуемо, в первую очередь за счет большей теплотворной способности самого топлива, а во вторую – за счет меньшего заноса поверхностей нагрева котла.
Шлакования топочной камеры и конвективных поверхностей нагрева, ограничивающего нагрузку котла, за время проведения испытаний отмечено не было. Никаких ограничений работы пылесистем при сжигании Мугунского бурого угля не выявлено.
В рабочем диапазоне нагрузок КПД котла «брутто», приведенный к условиям эксплуатации котла (Тпв= 230 оС, Тхв= 40 оС, Твзп'= 70оС), при сжигании Мугунского угля оказался больше по сравнению с сжиганием Азейского угля и в сопоставимых опытах составил:
-
при Дкприв = 204 т/ч: Азейский уголь – 91,43 %; Мугунский уголь – 92,20 %;
-
при Дкприв = 395 т/ч: Азейский уголь – 92,40 %; Мугунский уголь – 93,05 %.
Температура дымовых газов в поворотной камере во всем диапазоне нагрузок практически совпадает и различий по этому показателю между сжиганием Азейского и Мугунского углей нет.
Ограничения нагрузки по тяге и дутью при сжигании Мугунского угля отсутствуют, однако на номинальной нагрузке запаса по тяге практически нет в силу повышенных присосов в ЗУУ (электрофильтры).
Таким образом, по результатам опытного сжигания каких-либо непреодолимых ограничений, не позволяющих сжигать Мугунский уголь в котле типа БКЗ-420-140-7 ст.№ 4, не выявлено.