Снижение удельных расходов топлива в котлах ТПП-312А блока 300 МВт Запорожской ТЭС
Украинская Ассоциация Сталеплавильщиков

СНИЖЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ РАСХОДОВ ТОПЛИВА В КОТЛАХ ТПП - 312А БЛОКА 300 МВТ ЗАПОРОЖСКОЙ ТЭС

Ревко Е.В., Берющева А.С. (ЭНМ-07), Донецкий национальный технический университет
Руководитель – асс. Безбородов Денис Леонидович

В условиях высокого износа энергетического оборудования, роста цен на энергоносители, проблема энергосбережения приобретает огромное значение. За последние несколько лет цены на твердое топливо и мазут возросли в 3-5 раза, и составили на 2009 год на уголь ГСШ ухудшенного качества, используемого в качестве основного топлива на Запорожской ТЭС, 574,99 грн/т, а стоимость мазута, используемого для подсветки составила 2700грн/т. В этих условиях даже при относительно высокой стоимости газа 2500 грн за 1000 м3 его использование, как наиболее экологически чистого топлива, оправдано.

Сравнение работы котлов на твердом и газообразном топливе показывает что КПД котла при работе на газообразном топливе превышает КПД котла, работающего на твердом топливе на 5%. Кроме того, работа на газообразном топливе не требует угольных складов и интенсивной очистки от механического уноса, сероочистки, поэтому перевод котла ТПП - 312А на газообразное топливо является целесообразным и выгодным. Работа может осуществляться либо полностью на газообразном топливе либо на пылеугольной смеси. Качественное сжигание можно достичь при обеспечении температурного уровня процесса сжигания топлива.

Топочная камера и горелки при оптимальных избытках воздуха (=l,l на газе и =1,17 - 1,22 на смеси топлив) обеспечивают устойчивое сжигание газа, газа и твердого топлива с минимальными значениями потерь тепла с химическим недожогом (q3=0,032 - 0,059%), с механическим недожогом (q4=0,162 - 0,514%) и с уходящими газами (q2=8,416 - 8,997).

Были рассчитаны калориметрическая, теоретическая и действительная температуры сжигания топлива для определения соответствия состава смеси температурному уровню процесса сжигания топлива для следующих соотношений природного газа и угольной пыли:

  1. 15% природного газа + 85% угольной пыли (по тепловыделению).
  2. 30% природного газа + 70% угольной пыли (по тепловыделению);
  3. 50% природного газа + 50% угольной пыли (по тепловыделению);
  4. 100% природного газа.

Результаты расчетов приведены в таблице 1:

Таблица 1 – Расчет калориметрической, теоретической и действительной температуры сжигания топлива

Расчет калориметрической, теоретической и действительной температуры сжигания топлива

Анализ таблицы 1 показал, что оптимальными являются температуры при содержании 15% газа в угольной пыли по теплу.

Температура отходящих газов блока 300 МВт при сжигании газотопливной смеси находится в пределах 150 - 152 oС, а при сжигании газа она составляет 152 oС.

КПД котла "брутто", рассчитанный при оптимальном избытке воздуха и нагрузках 200 - 300 МВт составил:

Таблица 2 – Расчет КПД котла при % содержании газа по теплу

Расчет КПД котла при % содержании газа по теплу

Экспериментально установлено, что с повышением нагрузки котла и снижением доли природного газа в смеси, концентрация оксидов азота в уходящих газах с долей газа 15% по тепловыделению возрастает и достигает максимального значения 1386 мг/нм при номинальной нагрузке котла Nэл=300 МВт.

Увеличение избытка воздуха в режимном сечении при полной нагрузке котла более 1,25 приводит к прогрессирующему росту оксидов азота в уходящих газах до 1700 мг/нм3, а снижение избытков воздуха ниже 1,1 приводит к увеличению потерь тепла с химическим недожогом и может вызвать интенсивную газовую коррозию труб экранов нижней радиальной части в зоне горения.

Концентрация диоксида серы в уходящих газах во всем диапазоне нагрузок котла в зависимости от доли природного газа в смеси находится в пределах 2300-3200 мг/нм (при содержании серы в твердом топливе Sp =1,25-1,6%)), что не превышает разрешенного значения 3480 мг/нм3.

Таким образом, для сжигания может быть рекомендован состав 1, соответствующий пылегазовой смеси состава 15% по тепловыделению, обеспечивающий максимальное КПД котла, минимальные выбросы NOx и сжигание топлива в среднетемпературной области, при = 1,15-1,25, что исключает появления химического недожога в продуктах сгорания.