Повышение эффективности работы барабанного котла (типа ТПЕ-430, БКЗ-420 или Е-500) за счет реконструкции системы пылеприготовления и оптимизации режимов сжигания твердого топлива. с расчетом котла

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические и нормативно-технические основы эксплуатации барабанных котлов при сжигании твердого топлива

1.1. Конструктивные особенности и опыт эксплуатации котлоагрегатов высокого давления на российских ТЭС

1.2. Физико-химические основы процессов горения угольной пыли и требования ПТЭ к топочным режимам

1.3. Влияние характеристик систем пылеприготовления на общую эффективность котельной установки

Глава 2. Анализ и расчет технических решений по повышению эффективности работы котлоагрегата

2.1. Характеристика объекта исследования и тепловой расчет котла при работе на проектном топливе

2.2. Разработка схемы реконструкции пылесистемы с внедрением современных мельничных вентиляторов и сепараторов

2.3. Сравнительный анализ показателей КПД брутто и нетто после модернизации оборудования и оптимизации дутья

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Повышение эффективности работы барабанного котла (типа ТПЕ-430, БКЗ-420 или Е-500) за счет реконструкции системы пылеприготовления и оптимизации режимов сжигания твердого топлива с расчетом котла

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы курсовой работы обусловлена стратегическими задачами развития российской электроэнергетики, связанными с повышением эффективности работы тепловых электростанций и снижением удельного расхода топлива на выработку электрической и тепловой энергии. В настоящее время значительная часть генерирующих мощностей в Единой энергетической системе России представлена барабанными котлоагрегатами высокого давления типа ТПЕ-430, БКЗ-420 и Е-500, введенными в эксплуатацию в 1960-1980-е годы. Физический и моральный износ оборудования, а также изменение характеристик топлива по сравнению с проектными значениями приводят к снижению КПД котельных установок, росту потерь с механическим и химическим недожогом, увеличению выбросов оксидов азота и серы. Современные требования к технико-экономическим показателям тепловых электрических станций, закрепленные в Правилах технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ, предполагают реализацию комплекса мероприятий по реконструкции и модернизации оборудования.

Степень разработанности проблемы в отечественной технической литературе характеризуется наличием фундаментальных исследований в области теории горения твердого топлива, методик теплового расчета котлоагрегатов, разработанных НИУ «МЭИ», АО «НПО ЦКТИ», а также опытом внедрения современных систем пылеприготовления на действующих тепловых электростанциях ПАО «Интер РАО» и ПАО «Юнипро». Однако вопросы комплексной оптимизации топочных режимов с учетом изменения конструктивных параметров пылесистемы и применения современных сепарирующих устройств требуют дальнейшего изучения и адаптации к конкретным условиям эксплуатации котлов.

Цель курсовой работы – разработка технических решений по повышению эффективности работы барабанного котла за счет реконструкции системы пылеприготовления и оптимизации режимов сжигания твердого топлива.

Задачи курсовой работы:

• изучить конструктивные особенности барабанных котлоагрегатов высокого давления и опыт их эксплуатации на российских ТЭС;
• исследовать физико-химические основы процессов горения угольной пыли и требования ПТЭ к топочным режимам;
• выполнить тепловой расчет котла при работе на проектном топливе с определением основных показателей эффективности;
• разработать схему реконструкции пылесистемы с внедрением современных мельничных вентиляторов и сепараторов;
• провести сравнительный анализ показателей КПД брутто и нетто после модернизации оборудования и оптимизации дутья.

Объект исследования – барабанный котлоагрегат высокого давления типа ТПЕ-430, БКЗ-420 или Е-500.

Предмет исследования – система пылеприготовления и режимы сжигания твердого топлива в топочной камере котла.

Методологическая база включает теоретические основы процессов горения и теплообмена в топочных устройствах, нормативный метод теплового расчета котлоагрегатов по ГОСТ Р 55173-2012, требования СП 89.13330.2016 «Котельные установки», Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ (Приказ Минэнерго России № 229), стандарты ПАО «Интер РАО» и ПАО «Юнипро».

Научная новизна работы состоит в комплексном подходе к повышению эффективности котельной установки путем совместной реконструкции пылесистемы и оптимизации аэродинамических режимов топки.

Теоретическая и практическая значимость заключается в получении расчетных данных по изменению КПД котла при внедрении современных технологий пылеприготовления, разработке рекомендаций по оптимизации режимов сжигания, применимых в условиях эксплуатации аналогичных котлоагрегатов на тепловых электростанциях России.

Структура работы: курсовая работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка использованной литературы. Первая глава посвящена теоретическим и нормативно-техническим основам эксплуатации барабанных котлов при сжигании твердого топлива. Во второй главе выполнены анализ и расчет технических решений по повышению эффективности работы котлоагрегата.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ БАРАБАННЫХ КОТЛОВ ПРИ СЖИГАНИИ ТВЕРДОГО ТОПЛИВА

1.1. Конструктивные особенности и опыт эксплуатации котлоагрегатов высокого давления на российских ТЭС

Барабанные котлоагрегаты высокого давления типа ТПЕ-430, БКЗ-420 и Е-500 составляют значительную часть генерирующего оборудования российских тепловых электрических станций, введенных в эксплуатацию в период интенсивного развития энергетики СССР. Котел ТПЕ-430 (Таганрогский котел паропроизводительностью 430 т/ч) предназначен для работы в составе энергоблоков мощностью 150 МВт на каменных углях Кузнецкого, Канско-Ачинского и других бассейнов. Конструктивно котел представляет собой однобарабанную установку с естественной циркуляцией, П-образной компоновкой газоходов, твердым шлакоудалением и промежуточным пароперегревом. Номинальные параметры перегретого пара составляют 13,8 МПа и температуру 560 °C, что соответствует требованиям к энергоблокам среднего давления докритических параметров [1, c. 45].

Котлоагрегат БКЗ-420 (Барнаульский котельный завод, паропроизводительность 420 т/ч) имеет аналогичную паропроизводительность и параметры пара, но отличается конструкцией топочной камеры и компоновкой поверхностей нагрева. Топка выполнена с экранированными стенами, покрытыми трубами мембранного типа, что обеспечивает снижение тепловых потерь в окружающую среду и повышение надежности экранов при сжигании углей с высоким содержанием золы. Котлы типа Е-500 (паропроизводительность 500 т/ч) разработаны проектным институтом «Ленинградский металлический завод» и характеризуются повышенной единичной мощностью, применением двухступенчатого сжигания топлива с целью снижения выбросов оксидов азота и внедрением автоматизированных систем регулирования горения [3, c. 112].

Эксплуатация кот

…