Текст
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ArБНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРrВТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
н J7 1
Л.А. ФЕДОРОВИЧ, А.П. рыIовB
МЕТОДИКА выIорp А
ТЕПЛОМЕХАНИЧЕскоrо ОБОРУДОВАНИЯ ТЭС
Учебное пособие
по курсу
«ТЭС и АЭС»
дЛЯ студентов, обучающихся по направлениям
140100 «Теппоэнерrетика» и 140200 «Эпектроэнерrетика»
Москва.
Издательский дом МЭИ
2001
УДК 621.18
Ф333
Утвер:нсдено учебным управлением МЭН (I'У)
в качестве учебноzо пособия для студентов
Подrотовлено кафедрой «Тепловые электрические станции»
Рецензенты: ДОКТ.. техн. наук, профессор r.п.. Плетнёв
докт. техн. наук, профессор Э.К. Аракелян,
канд. техн. наук, доцент Ю.Ф. Самойлов
Федорович Л.А.
Ф 333 Методика выбора тепломеханическоrо оборудования ТЭС :
учебное пособие I Л.А. Федорович, А.П. Рыков. М.: Изда
тельский дом МЭИ, 2007. 52 с.
ISBN 978...5..З8З ООlЗ2..5
в пособии приведены учебный и методический материалы по выбо..
ру паровых котлов, оборудования пля систем пылеприrотовления, тяrо..
дутьевых машин и насосов электростанций, работающих на орrаниче..
ском топливе.
Учебное пособие предназначено для студентов первой ступени обу...
чения по направлениям 140100 «Теплоэнерrетикз» и 140200 «Электро...
энерrетИК8», а также может бьnъ использовано студентами crарших кур..
сов специальностей 14010 1 «Тепловые электрические станции», 140103
«Технолоrия воды и топлива на тепловых и атомных электрических
станциях», 140204 «Электрические станции».
УДК 621..18
ISBN 978 S-383--00132..S
(9 Л.А.. Федорович, А..П.. Рыков, 2007
(9 ЗАО «Издательский дом МЭН», 2007
1. выорp пдровыx КОТЛОВ
Тип паровоrо котла определяется rлавным образом выбранными
параметрами, мощностью и типом турбины, а также видом топлива и
режимами работы тепловой электростанции.
На блочных КЭС паропроизводительность котла D пе , Kr/c, выби
рается []] по максимальному расходу пара на турбину Do с учетом
расхода на собственные нужды (0,02 Do) и общеrо запаса по пару
(0,03 Do):
Dne == 1,05D o .
На ТЭЦ с поперечными связями производительность и число
котлов выбирают по максимальному расходу пара на ТЭЦ, но таким
образом, чтобы при выходе из работы одноrо котла не было сниже
ния отпуска теплоты и пара. При этом электрическая наrpузка может
быть снижена на мощность caMOro крупноrо arperaTa ТЭЦ.
На выходе из котла давление пара Рпе , МПа, и температура пара
I пе , ос, должны быть выше, чем перед турбиной, на величину потерь
давления и температуры в паропроводах:
Рпе == (1,04 1,06)po; Iпе==(l,Оl 1,02)/0-
Если давление пара не превышает 17 МПа, то применяют бара
банные котлы с естественной циркуляцией; при более высоком дав..
лении устанавливают прямоточные котлы.
Характеристика основных типов котлов, применяемых в отечест",
венной энерrетике, приведена в табл. 1.1. Кроме основных сведений
по котлам (вид топлива, параметры) в таблице приведены следующие
данные:
. КПД котла 1]ка при работе на однqм или двух видах топлива (по
казано в виде дроби);
. аэродинамическое сопротивление rазовоrо Hr и воздушноrо Н В
трактов;
. тип воздухоподоrpeвателя: трубчатый (Т), реrенеративный (Р)
или комбинированный (Т + Р);
з
. высота котла (Н К ), равная расстоянию от нулевой отметки до оси
барабана или до BepXHero коллектора испарительноrо тракта
прямоточноrо котла
Ко rлы производительностью 400 т/ч и выше выпускаются в rазо..
плотном исполнении (rп); rазомазутные котлы указанной произво"
дительности работают под намувом (ИД) или под разрежением (Р);
пылеyrольные котлы только под разрежением.
Расход натуралЬНО20 топлива на котел В к , Kr/c, при номинальной
наrpузке рассчитывается по формуле
В К = Qпе/ (QE Т)ка),
(1.1)
rде Qпе 1 тепловая производительность котла, МВт, определяемая
при расчете тепловой схемы паротурбинной установки; QE тепло.
та сrорания топлива, МДж/кr; для основных видов топлива QE дана
в табл. 1.2 и 1.3.
Характеристики топлив, приведенные в таблицах, включают
данные, необходимые при выборе тяrодутьевых ашин и системы
пылеприrотовления: v O , O " теоретические объемы воздуха, не.
обходимоrо для rорения, и продуктов сrорания топлива, M 3 /Kr; К ло
коэффициент размолоспособности твердоrо топлива; v r . выход
летучих rазов, %.
Ископаемые уrли классифицируются по типу, марке, и классу.
Тип у2llЯ: бурый Б 1, Б2, Б3 (в зависимости от влажности); ка..
менный; антрацит.
Марка у2llЯ: Д длиннопламенный; r rазовый; ее слабо..
спекающийся; Т .. тощий.
Класс у2llЯ: Р . рядовой (размер куска О 200 мм); Ш '"" штыб
(О 6 мм).
.
4
r::
...... t:: t:: t::
. :s:
...... f--' ::r: ::r:
«s S
::r
... м 0\ ос) 1.1') м
(.) 2
:s: :а \о 1.1')
t:: t=Q
\о
«s I .
r:: O t::
:s: м r::
f--' о о :
= >(
I
5. о
0..F-t
\о
.....
=
ос)
... "
0\0\
\.о
...
0\
о ос)
... .."
М
0\ 0\
м
...
м
0\
OC) O о
.... .... .... ....
0\ 0\ 0\ 0\ 0\
=
с
с
са
с
с
::
1-
:а
=
са
с
=
u
С
::
::
t
::
с..
t
=-
«s
;.<
I
12
о..
r:: Q)
о :s:
U ==
fIQ
::х:
\.о ос)
О
...
\.о 1.1')
N МОО М
M I.I')
... .."....... ....
1.1') I.I')
1.1') ...... \.о 1.1')
M MM
.... "....
1.1') -1.1') 1.1')
\.о
\.Or---.
n
OO 1.1')
МО\О ос)
........... ...
1.1') 1.1') м
м r---. м 1.1')
.... ...
J..
... м 0\
.с
......
е
<:)
::(
1.1') ос) ос) о
........ ........
.....-4 ...... ос) ос)
м \.о М
......
u
о
..:
J
...
.с
:t
е
<:)
ё
"
Or---.
r---.r---.
м м
1.1') о
r---. r---.
м м
о
м
.
..:
о..
fU
t:
:е
Q)
м
1.1')
1.1')
1.1')
си
..:
1.1')
1.1')
fU
==
=t::
:E
се
t::(
ос) r---.
0\
....
о о м
1.1') 1.1')
.... ... '"
N М М
u
с::
о
...
1.1')
м
ос)
...
........
I u =-
о с:: '"'"
>( r:: Q Е--
о
1.1')
0\
о
1.1')
\.о
N
о
о
о
о
r---.
\.о
о
t:Q
:s:
а
о
f--'
8.'-- &'-- 1
:: ):: :: :: 1 ... ... ....
о..:а :a
t..... I:::= ......=
о u O
м u< <
о \.о \.о U\.O
М О О U о O
u 1.1')
g м ос) M О м M О
f2 I I t О I , I U I I . I I
t::t:::t:: t::щщщ u
O?t::t::t::<
::Е::Е::Е ::Е::Е::Е::Е
м t::::E::E::E
:е \.о
t..... о
r--- м
5
ё CtS
""""""" t:: t:: Е
.
""""""" :I::
.
t:S CtS CtS
Е \О
О м ("f'") о t' t'
t.) :2 О
:а ("f'") м ("f'") ("f'") 00 ....-1
:z: C:Q
-
I .
t:: O t:: t::
e-
== t::
<:) о о о CtS
с= >< t::( с=
t::' I cft. v) v) О v) О O q Of'\ О
... fI' ..... .... ... ..... ...
ММ М ("f'") ("f'") ("f'") м ......-1
-;0.. а
\O
s:-
I CtS
aJ
а
i3 .....
&.
t:: aJ
О ==
U ==
IQ
::t::
00
00
r\
t'
("f")
..
О
....
\О
t'-
....
("f")
00
t'
...
("f")
t'
М
...
t'
.....
М
v)
("f'")
t'
....
м
\О
О
...
.q-
\О
О
....
М
v)
00
....
("f'")
v)
t'
....
("f")
О
М
("f")
......
...
....-1
...
J О ("f") ...... О t' t' М ..... М О
М t' ....-1 v) О О ....-1 .с ("f'")
....-1 ....-1 ....-1 ...... ....-1 ....-1 ......-1 ......-1 ....-1 ....-1 ......
U Е
Q
<:)
... 00 О О
v)
. ("f'") t'
с
м м м м
......
.с
о.. = v) I I I I м
aJ
t:: ...: .с
v)
:2 .
<:)
u v) О v)
t: \О '=u
v) v) v)
:о
= ("f'") м I , t:::: 00 О
aJ v) v) I , \О
,s
== CtS .... ...
м м ("f") ("f'")
...
u 00 О
... '"
t:::( ,s ("f'") v)
.... ....-1 М
I t::( t'4
о о..
><: Q
О
t'
\О
О
О
v)
О
М
.q-
О
М
("f'")
О
v)
\О
М
о
с=
==
а
о
... >:
-
м :g I М
«J · t::{ t::{ а «J
e,.Q 8.. 8..'"'t.
!t ) а Е. а Е. .
(.)= t:,--t::=::e
::е
...
а
=r
=:
MU
U
I
=
о )=:
М
f1) )=:
c..:s:
f1) '
t.Q(.)\O
CtS
; .й
О
t.) о..
g.
м .
,О
ш U
<
\О
I О
шUш
::E ::E
\O
00
\О
I
:Е
I
О О (.)
OO
=
I ::Е · 00
Q Q
:I::
О
00
.
t::
t'
\О
I
t::
6
N
\о
с>
"
с>
0\
с>
00
'"
с>
М
М
t"""-
I.ti
........
.......
t"""-
N
.......
с>
.......
с>
...
00
00
I.ti
t"""-
I.ti
I.ti
I.ti
.......
t"""-
.......
N
t"""-
N
N
v')
с>
0\
м
с>
I.ti
\о
.......
I С:
м ....
g 5
>:S:iO>:S:
(Т) Q
t::
t::
00
\о
t::
с>
...
I.ti
00
.......
.-.
N
....
I.ti
N
с>
t"""-
.......
t"""-
I.ti
I.ti
с>
М
"
N
с>
\о
\о
u Е
:s:
(.) t::
I.ti
I.ti
м
00
t"""-
-'
N
0\
I.ti
41'\
N
м
t"""-
.......
N
N
о
\о
"
N
Q,)
(.) :а
E
t:: ::
о (.
t.C
t::
00
I.ti
N
\о
N
I.ti
I.ti
00
N
с>
.......
\о
\о
+С:::
f--c
t::
с>
...
N
0\
с>
...
1
I.ti
....
.......
0\
00
'"
00
00
I.ti
"
.......
0\
.......
0\
I.ti
'"
0\
00
с>
I.ti
'"
I.ti
М
'"
.......
.......
t"""-
.......
'"
\о
'"
I.ti
0\
"
м
с>
с>
"
I.ti
.......
t"""-
М
00
t"""-
N
00
0\
'"
N
I.ti
\о
"
N
м
.......
м
I.ti
.......
I.ti
t"""-
.......
.......
м
.......
.......
I.ti
.......
I.ti
t"""-
N
N
t"""-
N
с>
t"""-
N
00
N
N
с>
I.ti
N
v')
I.ti
N
I.ti
I.ti
I.ti
с>
t"""-
...
N
с>
00
"
N
с>
t"""-
'"
N
с>
.......
"
с>
00
...
м
с>
t"""-
'"
М
00
"
м
.......
с>
t"""-
\о
):S:. ):S:"
8. I :C)
g L " g
M:s:: c..:s= ..::
eE1>g:x r:-
< I.ti
.......
....... N
М N .м .
. I сц
t"""- I.ti \о 00 I.ti N сц cцU
I.ti t-- t"""- t"""- \о \о \о t:: t::
I I I I I I I
r::: r::: r::: t::: t::: t::: t:: f--cN f--c
с>
...
I.ti
N
с>
с>
с>
.......
С:
):S::):s::C:
:а (.)
(.) :с (.) ::
::):=С: uC: 5
u са ..... а......
5: е
-S< Q
I
о (.
Q.. ):S:
:s: .....
Q.....Q
С ::
7
........ t: =
t::
. ==
........
Е-
.
«::s =
Е =
о g С
М ...... \1')
(,)
\1') t" ("f")
;:s :а
::.=:
:z::
«::s
:z:: . I
<:) t: O +t::
<5 d)
t: re
о о gi
=
I
.. о
F<J
С
....
......
0\
С
....
С
0\
CIC
C
0\00
I =
:s: ...
b
с..
t: d)
О ==
U ::::
м
\о
("f")
("f")
0\
#'10
("f")
Mt" С
t" \о
...... ...
("f") ("f")
t"
t"
("f")
t"\I')
t" ....
<'i0\
00
м
v1
\о
---
М
t" t" М
t" 0\ 0\
...." ....
м м м
0\
....
С С
f'!"l
("f") t"
\1') 00 00 С t"
\1') \1') t"
...... ...... ...... ...... ...... ...... ......
u
о
....: ID С С М ("f") С
= 4 \1') . ("f")
=
...... м м м м м
с.. J \1') I I
d) -.::t
t:
\1')
u
u \1') С
с \о
\1') \1')
с \о \о С С
u t" \о \о t" I I
с
== = ... ... ..
=t:: м м ММ м
:a
= .... u 00 f
= с
("f")
......
I r:t= u:r
g о C:
t:Q
С
t"
\о
С
С
\1')
о
=
==
а
о
I
I Q)
(.) ::
)=
I
(.)
::
e.
:: )=
Q)
1:: ):: Q)
>:s: .. :а ь.. )::
:Ь ):s::t:o:>-:r
O a a ..(\)
I I
= =
о о
м .... С.
Q) с1) c':s с1)
& &l
t.Q (.) == (.)
=
::.=:
= ....
u О =
t:(c..
о !2 о
с.. ::.=:
м
м
U
v1
......
М
t::
м
I
\1')
......
м
I
t::
U u
1t.Q
Vl V1 \о
...... ......
NNM
1 I I
.
С
("f")
I
t::
t"
М
8
t::
N
\о
00
t'-
с"""')
00
м
+С::
о
...
0\
...
0\
о
...
0\
00
о
...
о
0\
о
...
0\
00
.. ...
t'-
0\ 00
о
\о
...
11')
м
...
м
о
0\
...
N
о
...
м
11')
t'-
...
О
м
00
"
о
11')
00
...
с>
00
0\
...
О
"
11')
м
N
00
...
00
о
...
N
.....,
11')
...
N
t'-
...
\с)
t'-
....
t'-
\о
"
0\
...
N
N
11')
.....,
t'-
м
.....-.«
11')
t'-
\о
........
t'-
.....,
N
М
.....,
м
N 11')
\о
........
о
N
00
N
I.t")
N
о
N
о
.....,
N
о
м
N
о
N
о
N
t
о
11')
11')
11')
I
t
I
I
t
о
\о
11')
о
11')
11')
v)
о
\о
11')
1
о
v)
N
t
t
J
(
I
00
....
м
.....-.«
о
о
11')
о
0\
\о
о
t'-
\о
о
о
11')
о
N
о
N
)::S:
::s:
aJ
== ...
U
U
)::S:
i5
) ==
::s: ==
4) 4)
= =
..... .....
I
с.. I
O
'- м
t):5: Q) ):5:
(,) (.)
. .
м
Я = t >.
cЬ =: \O
а о >:s: (,) )::S:
I .....)::s:
== .....
::s: :а.д
>< == ==
::s: )::S: * &
::r >:s: :а \w' м
>:s: ): = ,-\ «) X
8! .s I::i#
о I I I I I
с> О О с:> о о
......
. ..... ..... ........
0\ О . I , I , I
О О О О О О
N 0\ t'- О N N N N
\о \о 11')
I I I I I N I I ,
м м м M М М М
i:
c::
м 11') t'- \о
9
N
.
..,
::r
е:::
\о
10
са
::
е:
=
Q
::
iE
::
-
.а
с..
u
са
::
::
u
::
с..
=
с..
=
><
t ·
:С ) ...Q
U :а е:::
22 О ::1
с) u 2
E? :C
с... Е-
u
;
u
u
:s
2
u u 2
с) с)
О.
о
I ,
с) с) u о
::3 t:: с)
м u :С
сос)\о
с... е::: С)
u
с:\1
Е-
С) :r:
а
t2
с..:I: )l
01е::{
>с
t::( '::?.
f: L. 0
CQ<U
е:::
J:)
<::)
t\)
I ...Q ,О
...Q Е- 0'-
е::: {.,)
С) С) а..
M:C
е::: С) а..
CO:c
,
" O
:: 0'-
:С U
U
..
u'g
::Е
::Е
::Е u
:3 :3 ::Е ::Е :3
(:о :> 2:
::Е ::Е:>
r--.. 00 \1"')
"'"' О М r--..
м "'"' м \D
00 N
r--..
...
f'. \D
00 00
0\ М N
.... ....
r--.. r--..
r--.. r--.. 0\
О М
...
r--.. r--..
"'"' \D \D
00 \D N \D N
....
м N N \D
О М \D
N 00
... ...
r--.. \D \D
0\ М
\D
.--.
\D ("'f"")
r--.. м
00 0\
...
\D \D
r--.. м О \1"') О \1"') М \1"')
... ... f'\ N 00 0\ ... ...
M"- ... .... ..-
О
м
... ... .... ...
.
\1"') м r--.. 00 0\ \1"') r--.. N N
00 .... O OO ... 00.--.
м \1"') ... О О \о \1"') М
0\ r--.. N N N N N N
N
О
М
.
\1"')
О
....
0\
...
\1"') О О О О О
.--. .... ... ...
м \1"') 00 \D О N
М \D \1"')
О 0.--. О... О... О.... О.... О.,..
.... r--.. "'"' ("'f"") "'"' 00
... \D r--.. .... О.,.. О t't \1"') M М
м..... "'ММММ "' \D "М
r--.. N N N N \D 0\ r--..
-п.,. 0.--. "l О.... О \1"') O О.... О О... О... O
r--..M O "'мо r--..000\
"'"' \D 00 м r--.. м
v\ О О 00 0\ "'"' \D r--.. r--.. \1"') \1"') 00
.... f'\ ... ... .... ... f'\ .... ... ... ...
N N О м О О О О О О
=
м
2
):S::
::
u ...
u .... М
u .--. N а u
м ... :с
с:\1 ... о.- J:.Q
:S:: U
):S:: .... )::
>:: ос(
r. ,:: :S:: о ....
с:\1 >:S:: с:
:S:: ):: ):S:: ':s: Q.. ::
u :S:: о u
u =:1
U =:1
:с u ::r ::r ::r ::r о
2 Q =:1 О :с ::r ::r ::r .
Q м Q Q Q Q Q..
" Q :: Q Q Q 8 :с :с :с :с
t:: Q.. :с :с :с м м м м
r:: :с Q :: о С) о Q..
ос( :s: ::х: ::х: ::х: ::х: :с
(Q (Q
u u I I I
.
... ... -s ...
...
(Q
-
f'.. 0\ с> с> a.n ос ос 0\
М 0\
ос М м f'.. 0\
... ...
... ... ... .... .... ... ... ... с>
f'.. М v)
.......
м v) ос ос v) f'.. М v) с>
\о М
с> f'.. f'.. М v) 0\
.... ...
'" .... '" ... ... ... .... ... с> с> с>
f'.. М М М М v) м
с> ос м v) М ("-t'") v) ос I .1 I
м ("-t'")
... ...
м ....... .. '" ... .......
м с> f'.. f'.. ос ос ос М М ос
v) 0\ f'.. ос ос М \о М f'..
0\ v)
... ... ... ... ... n ...
... ... ....... м f'.. ос v) с
f'.. 0\
М .......
м с> с> с> с> С М С I I I
... ... ... ... ... ... .... Е
с> с с> \о f'.. С
М \о v) м
t'r)
f'.. М 0\ \о a.n С М м м
... ... ... ... ... ..... .......
м v) ... .... 0\ f'.. ос
f'.. ос n .... ...
м м м м с> с> с>
v) с> С v) v) с> с> с> a.n v) v)
.... .... .... '" .... ...
... м f'.. с> ос м .... 0\ '" ... ...
0\ f'..
м м
м 0\ \о \о \о М ос v) с> v)
'" .... ... ... ... ... '" ... ...
с> с> с> с> М ....... с> М м
...
u
... ...
u м U ... >=
... м
t.Q М .... U
... ... (..Q
)== (..Q м >=
>= )== (..Q (..Q >= ,== с: :z
:а
1== >= t) ==
()
:с :с
:с са () () == >=
() () Q..
== м ==
:с () () са u
== Q. :с о Q. ()
() u
:с >< о == ><
о == \о () ==
2 \о \о О :с о
::r u
Q. t:r )== ft Q. == а Q. ()
u о CtI u u u :а
:t t:: с.. >< ::r ::r !1) ст) u t:Q
11
а рактеристики ra30Boro топлива основных место )ождени
Теоретические
Теплота cro.. объемы,
rазопровод рания Q , I1лотность м 3 /нм 3
р, кr/M 3
МДж/м 3 воздуха rазов,
VO V: O
r
Прuродный zаз
.
Бухара . Урал 36,17 0,752 9,54 10,72
Иrрим Нижний Тarил 36,47 0,741 9,68 1 0,86
Карабулак rрозный 45,85 1,036 9,68 13,63
Оренбурr " Совхозное 38,02 0,883 1 0,05 11,25
Саратов Москва 34,16 0,879 8,99 10,20
Средняя Азия Центр 37,56 0,776 9,91 11,11
Ставрополь '" .. Москва 36,09 0,764 9,58 10,76
/1 '
l ..я нитка:
Ставрополь Москва 36,55 0,772 9,68 10,86
2
..я нитка I
Ставро поль Москва 37,01 0,786 9,81 11,01
'3 '
..я нитка t
'"
ШебеЛИIlка Брянск 37,87 0,776 9,98 11,19
Москва
Якутск 8frT У сть..Вилюй 34,37 0,764
Смесь из ЗаПад ой Сибири 34,34 0,800
-
Попутный zаз местОрОJICденuй
Казань,Буryльма,Заинск 40,61 1 ,046 10,61 12,05
Туймазы Уфа 43,04 1,095 11,28 12,70
Безенчук Чапаевск 46,98 1 , 1 96 12,46 13,98
Ярино Пермь 46,89 1,196 12,33 13,86
Куйбышев Кулешовск 41,74 1,052 1 0,99 12,37
Небит..Даr, Кызыл--Кум 38,10 0,778 1 О, 11 11,32
Kapaдar rвз 37,26 0,751 9.89 11,08
,
х
т а б л и ц а 1.3
й
12
2. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ
пыЕприrотовлЕнияя
Процесс пьтеприrотовления состоит из следующих операций:
предварительное rpубое дробление уrля до кусков размером 150
200 мм, улавливание металла, отделение щепы, rpохочение и тонкое
дробление до кусков размером не более 25 мм, сушка и размол до
необходимой тонины.
Качество уrольной пыли характеризуется тонкостью помола u
влажностью. Показателем тонкости помола считается остаток (в %),
'" '"
полученныи после просеивания пыли на сите с ячеиками размером
90х90 мкм и обозначаемый как R90. Тонкость помола зависит от ре-
акционной способности yrля, характеризуемой выходом летучих
r .
фракций V; чем выше содержание летучих, тем rpубее может быть
помол и тем меньше затраты энерrии на пылеприrотовление.
п
Влажность пыли W влияет на производительность мельницы и
экономичность сжиrания. Недостаточное подсушивание приводит к
забиванию П Iлепитателей и медленному возrоранию, излишнее мо"
п
жет привести к самовозrоранию пыли и взрыву. Влажность пыли W
нормируется в пределах 0,5 А 23 % в зависимости от свойств топлива.
Важной характеристикой yrля является размолоспособность,
обозначаемая лабораторным коэффициентом размолоспособности
Кло Он определяется через отношение расхода энерrии на помол эта...
лонно о топлива Э ЭТ , KBt-ч/т, к расходу энерrии Э на помол данноrо
топлива:
К ло = ЭЭТ / Э.
За эталонное топливо принимают антрацитовый штыб (АШ), дЛЯ
KOToporo К ло ==1. Практически К ло показывает, во сколько раз произ..
водительность мельницы при размоле данноrо yrля отличается от.
производительности при размоле эталонноrо топлива.
Превращение KycKoBoro топлива (25 мм) в пылевидное осущест"
вляется в мельницах и сочетается с сушкой. Для сильновлажных топ...
лив начальную сушку проводят до мельницы в специальных сушил..
13
-
ках, а окончательную в мельнице; сухие топлива подсушиваются
только в мельнице4 В качестве сушильноrо areHTa используется rоря..
чий воздух, продукты сrорания (топочные rазы) или ИХ смесь.
2.1. Выбор типа мельниц
Для размола уrля применяются несколько типов мельниц: тихо..
ходные . шаровые барабанные (ШБМ) с частотой вращения 16
23 об/мин; быстроходные молотковые (ММ) частота вращения
590 980 об/мин; среднеходные валковые мельницы (СМ) от 40
до 78 об/мин и мельницы вентиляторы (мв) от 590 до 1470 об/мин.
Шаровые барабанные мельницы применяются для размола ан..
трацитов и каменных уrлей с К ло 1, 1 и малым выходом летучих
rазов, требующих TOHKoro помола (R 90 == 6 7%). При наличии в TO
пливе колчеданной серы ( S 6 %) применяюттолько ШБМ.
Размол топлива в мельнице производится стальными шарами
диаметром 30 60 мм, которые поднимаются при вращении мельни..
цы, падают и размалывают yrоль, превращая ero в пыль любой TOH
кости помола4
Молотковые мельницы применяют для бурых и каменных yrлей с
r
относительно высоким выходом летучих (V > 30 %). Мельница со..
стоит из стальноrо корпуса и ротора с шарнирно укрепленными на
нем билами. Уroль, попадая на быстровращающиеся била, размалы....
вается и увлекается из корпуса потоком воздуха. По способу подвода
.
сушильноrо аrента молотковые мельницы имеют две модификации:
танreнциальные (ММТ) и аксиальные )4 Мельницы, предназна..
ченные для размола KaмeHHoro yrля, в обозначении имеют букву К.
Над мельницей устанавливается сепаратор пыли; для каменнЫХ yrлей
применяются сепараторы центробежноrо типа; для бурых yrлей
инерционные сепараторы. Молотковые мельницы и сепараторы к
ним изrотовляются плотными и допускают работу при разрежении и
под наддувом (до 7 8 кПа). Удельный расход электроэнерrии в за..
висимости от размольных свойств уrлей составляет 5 20 kBt-ч/т.
14
Среднеходные валковые мельницы применяют для размола ка...
менных уrлей с К ло не менее 1, 1, влажностью WP не более 16 % и
зольностью АР не более 30 %. При большей влажности требуется
предварительная подсушка топлива. Размол yrля производится сталь..
ными валками при их качении по вращающемуся столу. Мельницы
работают при разрежении и под наддувом (до 8 кПа). Удельный рас..
ход электроэнерrии на размол около 9 кВrч/т.
Мельницы--вентuляторы применяются для мяrких высоковлаж..
ных уrлей. Подсушка топлива выполняется двухступенчатой: до
мельницы в специальном сушильном устройстве (шахте) и в самой
мельнице. Размол yrля происходит в результате ударноrо действия
'" '"
массивных лопастеи крыльчатки, при вращении которои создается
давление 1,0 1,4 кПа, достаточное для преодоления сопротивления
от мельницы до топки.
При выборе т па мельниц рекомендуется пользоваться данными
табл. 1.2 (см. с. 10) и 2.1 (см. с. 16).
2.2. Выбор схемы пылеприrотовления
Схема пылеприrотовления определяется в основном типом при..
меняемых мельниц. На современных котлах распространены пре..
имущественно индивидуальные ЗQ.JWкнутые системы пылеприrотов...
ления.
В индивидуальной схеме оборудование устанавливается непо..
средственно у котла; каждый котлоаrреrат обслуживается своими
мельницами и вспомоrательными устройствами. При ЗQ.JWкнymой сис..
теме пылеприrотовления отработавший после сушки топлива воздух
вместе с уrОЛЫIОЙ пылью и выделившимися водяными парами сбра...
сываются в топку. Для сильновлажных бурых уrлей MOryr приме...
няться разомкнутые схемы, в которых отработавший сушильный
areHT выбрасывается в атмосферу.
Индивидуальные схемы пылеприrотовления подразделяются в
зависимости от способа подачи пыли в rорелки на системы с проме..
жymочным бункером и системы с прямым вдуванием. В первом
15
Таблица 2.1
Выбор (iборудования котельноli установки в зависимости
от вида топлива
.1
Тип
мельницы
ТОIШИВО
Система пыIеприrотов--
пения
Замкнутая с бункером
пыли
Тоже
Золоулав"
ливание
Мокрые зол
улов И'fел и
.
Электро--
(DИЛЬ'f :JЫ
Тоже
ШБМ
Антрar{ит,
полуантрацит
Продукты обоrаше..
ния уrля
Кузнецкий
каменный СС
Тощий каменный
Замкнутая с прямым
вдуванием
Тоже
мм
Берёзовекий Б,
назаровекий Б,
кузнецкий Т
Экибастузский
каменныи
Ирша..Бородинский Б
Разомкнутая с пром...
бункером и rазовой
...
сvшкои
..
Замкнутая с прямым
вдуванием
Тоже
Мокрые золо..
"лов ители
..
Электро"
фильтры
МВ
Анrpенский Б,
юrославекий Б
Харанорский Б
Замкнутая с прямым
вдуванием, rазовоз...
душной сушкой
Тоже
Мокрые золо--
w'ЛОВИ'fели
.
Батарейные
циклоны
l\10крые золо..
vловители
..
Электро",
()ИЛЬТDЫ
Скрубберы +
электро"
( )ильтDы
Батарейные
золоуловители
..
Электро...
( ИЛЬТ JЫ
Тоже
райчихинекий Б
» ........
Кузнецкий
каменный r и Д
Экибастузский
каменный
.......»
СМ
Кузнецкий
каменный
Китайский, тупryс..
екии КaJ\.fенные
Берl:зовский Б
Замкнутая с прямым
вдуванием, воздуш...
ной сушкой
Тоже
»......
....... »
Юrославекие
лиrниты
Замкнутая с прямым
вдуванием,воздуш",
..... .....
НОИ сушкои
Тоже
» .......
...... » .......
16
случае уrольная пыль подается в rорелки из бункера, расположенно--
"'"' ....
ro между мельницеи и топкои, во втором пыль из мельницы направ--
ляется сразу в топку. Системы с бункером пыли применяются пре...
имущественно при установке ШБМ, а с прямым вдуванием с
мельницами типа ММ, СМ и МВ.
На рис.2.1 приведена схема пылеприrотовления с бункерами пы..
ли и ШБМ. Схема является ИIЩивидуальной, замкнутой; для подсуш
ки топлива используется воздух после воздухоподоrревателя. Из
бункера сыроrо уrля 1 топливо поступает в мельницу 2, откуда
уrольная пыль выносится потоком воздуха в сепаратор 3. в се парато...
ре происходит отделение крупных фракций уrля; недомолотые час
тицы возвращаются в мельницу, а rотовая пыль поступает в циклон 4.
Здесь до 90 % пыли отделяется ОТ воздуха и осаждается. Из ци--
клона пыль направляется в бункер 5, откуда питателями пыли она
подается в rорелки котла. Слабо запьшенный воздух из циклона
з
4
1
5
.
6
7
10
8
Рис. 2.1. Замкнутая система пылеприrотовления с бункером пыли:
1 бункер cLIporo уrля; 2 мельница (ШБМ); 3 сепаратор пьти; 4
ЦИЮIон; 5 бункер пьти; 6 питатель пьти; 7 rорелки; 8 меЛЬН}I1lНЫЙ
вентилятор; 9 короб rорячеrо воздуха; 1 О r воздухоподоrреватель
11
отсасывается мельничным вентилятором 8 и поступает в трубопро--
вод подачи воздуха к rорелкам.
Используя бункеры пыли как промежyrочную емкость, можно
заrpужать мельницу полностью независимо от наrpузки котла. Это
особенно важно дЛЯ ШБМ, поскольку расход энерrии на холостой
ход этих машин составляет 9 0 100 %.
Схема пылеприrотовления с прямым вдуванием при установке
молотковой мельницЫ приведена на рис. 2.2. Размолотое в мельнице
топливо попадает в шахту, которая является rpавитационным сепара-
тором; тонкая пыль через rорелку 3 выбрасывается в топку потоком
воздуха, а крупные частицы yrля возвращаются в мельницу. Если
требуется более высокая степень помола, то кроме rpавитационноrо
устанавливаются сепараторы центробежноrо типа. В схеме OTCyrCT
вует пылевой бункер, что упрощает и удешевляет установку, но
требует повышенноrо запаса по производительности. (Если бункер
пыли устанавливается, то это требует дополнительных обоснований).
В целом пылесистемы с прямым вдуванием имеют сравнительно не..
большой расход энерrии на размол; применяемые в этих схемах
мельницы характеризуются относительно малыми расходами на хо...
лостой ход, поэтому перерасход электроэнерrии при недоrрузках
мельниц небольшой.
J
2
з
5
Рис. 2.2. Замкиутая индивидуальная система пылеприrотовлеиия
с прямым вдуванием пыли:
1 бункер сыроrо уrля; 2 молотковая мельница (ММ); 3 rорелки;
4 . короб rорячеrо воздуха; 5 .. воздухоподоrpеватель
18
2.3. Выбор числа и производительности мельниц
Число мельниц, устанавливаемых на котле, зависит от ero произ..
водительности и типа мельниц. для систем с ШБМ на котлах произ...
водительностью 400 т/ч и более устанавливаются не менее двух мель..
ниц; при меньшей производительности котла одна. Во всех случа...
ях осуществляется связь по бункерам пыли с соседними котлами.
Производительность ШБМ выбирается из условия обеспечения
11 О % наrpузки котла (коэффициент запаса k з = 1, 1).
В схемах прямоrо вдувания без пылевоrо бункера число мельниц
должно быть не менее трех для котлов производительностью 400 т/ч
и более; для котлов меньшей производительности не менее двух.
В схемах предусматривается постоянная работа всех мельниц за исюno...
чением времени ремонта и снижения наrpузки котла. При останове
одной из двух мельниц друrая должна обеспечить 70 % номинальной
наrpузки котла. При трех мельницах оставшиеся должны обеспечить
80 % наrpузки, при четырех 90 ОА>, при пяти и более 100 %.
В системе с промежyrочныM бункером и мельницами типа ММ,
СМ и МВ коэффициенты запаса по производительности выбираются
в зависимости от числа мельниц z:
k з == 1,35 при Z = 2; k з = 1,2 при Z = 3; k з ==1,1 при Z == 4 и более.
Расчетная производительность одной мельницы Вр (т/ч) опреде..
ляется по известному расходу топлива на котел В К (т/ч) и принятому
(предварительно) числу мельниц Z с учетом коэффициента запаса:
Вр = k з В К I Z.
Далее по справочнику [5,6] определяют типоразмер и производи--
тельность мельницы в Х , отнесенную к «характерному» виду топлива.
Ниже приведены «характерные» виды топлива для разных типов
мельниц:
ШБМ антрацитовый штыб
ММ подмосковный бурый
ММ экибастузский каменный
СМ каменный yrоль
МВ бабаевский бурый
МВ берёзовский бурый
(Кло = 0,95; R90 = 7 %);
( К = 1 7- w p = 33 %. R == 5 5 % ) .
ло " , 90 ,
(К ло = 1,35;R 9O == 15 %);
(К ло == 1,5; R 90 == 12 %);
(К ло == 1,7; WP == 55,5%; R90 = 550/0);
(К ло == 1,3; WP == 38 %; R90 == 60%).
19
Производительность выбранной мельницы при заданном виде
топлива пересчитывается с «xapaJcrepHOrO» вида с учетом ряда по...
правок, из которых наиболее существенной является поправка, учи..
тывающая отличие коэффициента размолоспособности К ло от «ха..
paIcrepHoro» K o ·
Пересчет производится по формуле
В = Вх К o .
К ло
.
Может получиться, что пересчитанная Производительность мель..
ницы будет значительно отличаться от расчетной. В таком случае
следует изменить, если возможно, число мельниц Z в ту или иную
сторону.
Дрyrие поправки (на влажность сыроrо yrля и пыли, зерновой со...
став топлива) оказывают меньшее влияние на пересчет производи..
тельности мельницы и поэтому MOryт не учитываться в учебных рас..
четах.
Электрофильтры и мощности мельниц приведены в [5, 6].
3. ВЫБОР тяrОДУТЬЕВЫХ МАШИН
в зависимости от вида топлива и типа топки на котлах устанав-
ливаются rазодувные машины различноrо назначения. Для подачи
воздуха в топку и создания тяrи служат дyrьевые вентиляторы и ды--
мососы; для реryлирования температуры переrpетоrо пара и сниже
ния окислов азота дымососы рециркуляции. Транспорт пыли к
rорелкам и вентиляцию системы пылеприrотовления обеспечивают
мельничные вентиляторы и вентиляторы rорячеrо дyrья.
Наиболее мощными аrpеrатами котельной установки являются
вентиляторы и дымососы. Ниже рассматривается выбор только этих
машин для котлов различных типов.
В настоящее время большинство котельных arperaToB выполня",
ется в zазоплотном исполнении (rп), при котором присосы и yrечки
в rазоходах котла практически исключаются. rазоплотные котлы мо"
ryт работать с неболъшUJИ разрежением в топке (при уравновешен..
ной тяrе) на любом виде топлива и под наддувом (НД) на rазе и мазу...
те. В котлах под надцувом устанавливаются только дyrьевые венти"
ляторы (воздуходувки), создающие избыточное давление вплоть до
устья дымовой трубы, и дымососы в этом случае не требуются.
Большинство котлов, установленных в предшествующие rоды, и
некоторые новые котлы имеют неrазоплотное исполнение и работа-
ют при разрежении. Присосы воздуха по тракту котла оказывают
большое влияние на работу тяrодyrьевых устройств, увеличивая объ-
ем перекачиваемых rазов на 30 40 % выше теоретических значе-
ний. Это приводит не только к перерасходу энерrии на собственные
нужды, но и снижает экономичность работы котла в целом.
На рис. 3.1 приведена схема rазовоздушноrо тракта неrазоплот-
Horo котла, работающеrо под разрежением, с обозначением присосов
воздуха д.й. Присосы воздуха, yrечки rазов и коэффициент избытка
воздуха в топке а т выражены в долях от объема воздуха УО, M 3 /Kr,
3
теоретически необходимоrо для rорения 1 Kr или 1 м топлива.
Коэффициент а т зависит от вида топлива и режима rорения. для
rаза и мазyrа (с содержанием серы более 1 %) рекомеlЩУется режим
сжиraния с малыми избытками воздуха (а т == 1,02 1,03), либо с по-
ниженными значениями (а т == 1,05); для yrля а т = 1,2 1,25.
21
tr')
. ...
u
= =
U\O
g
о =
a
rw')
о
.. = 1 I
= со
E- ....
О ..... (.)
8
" Е; о
:с
" ..Q
Cotr::{
Е- = I
E:r
==
а ; 5
:S:S:
=
i s3
о ::1:
о о
:с
" I
:1 I
= (,:f 'о
U о.. .W\
. U о..
;i
=
::1:
:r u
g =
о ':
f-oc о
I
"
I
u
0..11')
О
t...
сс>
t-....
tS
-<1
.g
t:(
'о
= .
I
I
I
g L__----
.g
---.,
I
><
>.
tS
....
tS
-<']
I
........
....
tS
.......
а
tS
-<']
При движении продуктов сrорания по тракту котла возможны
следующие присосы воздуха (табл. 3.1):
.. aT присосы в топке (для C BpeMeHHЫX котлов величина aT
не превышает 0,05);
-- ак.п суммарные присосы воздуха в конвективных rазоходах
w
первичноrо и вторичноrо паропереrpевателя, переходнои зоны,
водяноrо экономайзера; в сумме присосы ак.п составляют
0,08 0 ,12;
... Аавп присосы воздуха и протечки rазов в воздухоподоrpевате..
ле (принимаются равными по rазовой и ВОЗДУШНОЙ стороне); в
зависимости от типа воздухоподоrpевателя авп = 0,03 0 ,20;
А азу присосы в золоуловителях различных типов (в электро
фильтрах Аазу = 0,10; для всех остальных типов золоуловителей
0,05). При комбинированных типах золоулавливающих устройств
утечки суммируются;
... Aa rx присосы в rазоходах за пределами котла на участке меж..
ду воздухоподоrpевателем и дымососом; если длина rазоходов не
более 1 О м, присосы в них можно не учитывать, в противном слу--
чае длину rазоходов следует оценить по чертежам КОМПОН9 ВКИ
или принять по аналоrии с подобными котлами;
А пл.у присосы в системе пылеприrотовления. В мельницах,
работающих под давлением, и в разомкнутых схемах с выбросом
сушильноrо areHTa в воздух присосы не учитываются.
rазоплотные котлы не имеют присосов воздуха по тракту котла,
т.е. aT = О и Аак.п == о. При работе таких котлов под разрежением
остаются присосы в системе пылеприrотовления апл.у, в воздухопо--
доrpевателе Аа вп , в золоуловителе азу и в rазоходах за пределами
котла arx"
В котлах, работающих под наддувом, имеются только присосы и
протечки в воздухоподоrpевателе авп.
При выборе типоразмера (марки) вентилятора или дыососаa тре..
буются следующие данные:
объемный расход воздуха (rаза) V, м 3 /с, в месте установки маши
ны.
,
.. полный перепад давлений Н, кПа, создаваемый машиной;
w
.. температура и плотность перемещаемои среды.
23
Таблица 3.1
Присосы воздуха в элементах rазовоздушноrо тракта котла,
работающеrо под разрежением
Элементы котельной установки
Присосы
О боз н а...
Значение
чение
Топочная.
камера
Топочные камеры ДJ1я rаза и ма..
зyrа, ДJ1я yrля при жидком шлако...
удалении, а также при rидравли...
ческом уплотнении шахты
Паропереrpеватели в rоризон--
тальном rазоходе
Паропереrpеватели в опускной
u
конвективнои шахте
Переходная зона
Водяной экономайзер (на каждую
ступень)
Трубчатые воздухоподоrpеватели
(на каждую ступень)
Реrенеративный вращающийся
воздухоподоrреватель
электрофильтрыI
Циклонные золоуловители,
скрубберы
rазоходы стальные
0,05
дат
0,03
0,03
rазоходы
Дак. п
0,03
0,02
0,03
Воздухопо
.
доrреватели
Да вп
0,20
Золоулови--
тели
да зу
0,10
0,05
rазоходы
(на 1 О поr. м)
да rx
0,01
Системы
пылеприrо..
товления
ШБМ с промбункером при сушке
воздухом
ШБМ с прямым вдуванием
ММ и СМ при работе под разре..
жением
ММ и СМ при работе под давле..
нием
МВ с подсушивающей трубой
0,10
да пл . у
0,04
0,04
о
0,25
24
Эти данные 'определяются при проектировании по результатам
тепловоrо и аэродинамическоrо расчетов котла [3,4]. При отсутствии
данных используются сведения и рекомендации, полученные для
аналоrичных установок.
Дутьевые вентиляторы и дымососы выбираются на номинальную
производительность котла, но большую часть времени работают на
пониженных наrрузках.. Это обусловлено нормативными запасами по
производительности 11 напору, реrламентируемыми для тяrодутьевых
машин, а также колебаниями наrрузки электростанции.
Реryлирование наrpузки вентиляторов и дымососов производится
направляющими аппаратами, установленными на входе потока в ма....
шину в сочетании с двухскоростными электродвиrателями.
,
Число дутьевых вентWlЯторов и дымососов выбирается одина--
ковым и зависит от производительности котла. Для котлов на 500 т/ч
пара и менее, а также для каждоrо котла дубль--блока устанавливают
по одному вентилятору и дымососу (без резерва). Установка двух
машин допускается только при соответствующем обосновании. Для
котлов производительностью более 500 т/ч устанавливают по два
дутьевых вентилятора и дымососа на 50 % производительности каж..
дый. Котлы, сжиrающие АШ и тощие уrли, в случае работы одноrо
вентилятора или дымососа должны обеспечить наrрузку не менее
70 % номинальной. Это условие обязательно проверяется после вы..
бора типоразмера машины.
Расчетный расход топлива Вр, Kr/c, по которому выбираются
дутьевые вентиляторы и дымососы, определяется с учетом физиче--
ской неполноты сrорания твердоrо топлива, q4, %:
Вр = В К (100 q4) /100,
rде Вк., кr/c расход топлива на котел при номинальной наrpузке (1.1).
Величина q4 приведена в [3] и составляет дЛЯ АШ и полуантраци...
та 4 6, для тощих и каменных уrлей 1 2, для бурых уrлей 0,5
1 %. Большие значения соответствуют топкам с сухим шлакоудале...
нием, меньшие с жидким (для rаза и мазута q4 == О).
25
. 3.1. Выбор дутьевых вентиляторов
Дутьевый вентилятор подает холодный воздух в воздухоподоrpе..
ватель, забирая ero из верхней части котельной или с улицы. Темпе...
ратура холодноrо воздуха t X . B (если не оrовариваются особые усло
вия) принимается равной 30 ос.
Проuзводuтелъностъ дутъевО20 вентилятора V д . в , м 3 Ic, опреде
ляется расходом воздуха, необходимым для rорения топлива, с уче..
том коэффициента избытка воздуха в топке а т и присосов по тракту
котла:
о (Х В + 273
V д . в =BpV (а т daT darut.y + Аа вп ) · 273 . , (3.1)
rде РО, M 3 /Kr или м 3 /м 3 теоретичеСI}ИЙ объем воздуха, необходи
мый для ro ения 1 Kr yrля, мазyra или 1 м 3 rазообразноrо топлива.
Значение приведено в табл. 1.2 и 1.3.
Присосы воздуха в топке da,. и в системе пылеприrотовления
dа пл . у снижают расчетный расход воздуха, а yrечки воздуха в возду
хоподоrревателе dавп увеличивают. (В (3.1) oTcyrcTByeT dак.п, по..
сколъку в конвективной части котла rорение уже не происходит).
При работе на raзe и мазyrе dа пл . у = о; у rазоплотных котлов da,. = о.
В котлах, работающих под наддувом, все присосы, кроме присо..
сов в воздухоподоrpевателе dа вп , отсутствуют:
480010 о ( ) (Х.В + 273
V д . в BpV а т + dа вп 273 ·
(3.2)
Расчетная проuзводuтелъностъ вентилятора vI B принимается с
коэффициентом запаса Рl = 1,1. Кроме Toro, вводится поправка на
барометрическое давление Рбар (мм рт. ст.) местности, rде устанавли..
вается вентилятор. При заданном числе вентиляторов Z расчетная
'""
производительность однои машины равна
у:р = 131 V д . в . 760 .
Д.в Z Рбар
Если высота местности над уровнем моря не превышает 1 0 0
200 м (для Москвы высшая точка составляет 200 м), то принимают
Рбар == 760 мм рт. ст.
(3.3)
.
26
Напор дутьевО20 вентWlЯтора Н Д . В , кПа, зависит от сопротивле...
ния воздушноrо тракта, включающеrо всасывающие и наrнетатель..
ные короба, воздухоподоrpеватель, rорелочные устройства. Суммар-
ное сопротивление тракта определяется аэродинамическим расчетом
и приведено для некоторых котлов в табл. 1.1.. для котлов, не имею..
щих данных заводских расчетов, приходится задаваться сопротивле...
нием тракта и напором вентилятора. Принятое значение напора
должно быть соrласовано с руководителем проекта.
Напор дyrьевых вентиляторов зависит от размера котла и состав..
ляет 4 5 кПа. При установке мельниц, работающих под избыточ"
ным давлением воздуха, напор увеличивается до 5 8 кПа. ДyrьeBыe
вентиляторы (воздуходувки) котлов под наддувом развивают напор
10 15 кПа.
Расчетное значение напора НКв, кПf4 принимается с коэффици
ентом запаса 2 == 1,15.
По найденным расчетным значениям производительности V1B и
напора НЕ.в по справочным данным [5,6] определяют типоразмер
дyrьевоrо вентилятора, который характеризуется значениями V тах,
Нтах и КПД 11тах, превышающими расчетные. Далее про веряют,
обеспечивает ли один вентилятор (при работе котла на АШ и тощих
уrлях) наrpузку в 70 % номинальной и соблюдается ли требование
Норм [1], по которому при работе с расчетной производительностью
vIB снижение КПД будет не более 10 % максимальноrо значения
11тах, т.е.
l1р = 0,9 11тах.
Для расчета снижения КПД принимаем, что при переменной на...
rpузке КПД машины изменяется пропорционально кубу отношения
..,.
производительностеи:
з
11 = 11тах (V/V тах) ·
Мощность на валу дyrьевоrо вентилятора N e (эффективная мощ'"
ность), кВт, определяется по формуле
N e = VfBHIB II p '
(3.4)
.
27
Мощность привода берется с коэффициентом запаса 3 :; 1,05,
необходимым для преодоления инерции при пуске вентилятора (осо..
бенно значительной для вентиляторов радиальных). Дутьевые венти..
v
ляторы имеют привод от электродвиrателеи, воздуходувки от
электродвиrателей или турбины.
Учитывая, что в справочниках до настоящеrо времени применя...
ются и старые единицы измерения, следует осуществить перевод
единиц, пользуясь соотношениями:
3 3 10 2
1 м /с = 3,6 тыс.м /ч; 1 кПа = О мм вод. ст. == 100 Krc/M .
3.2. Выбор ДЫМОСОСОВ
Объем rазов, перекачиваемый дымососом, больше объема возду"
ха за счет более высокой температуры среды и больших присосов
воздуха по rазовому тракту.
Производительность дымососа определяется объемными расхо...
дами rазов, уходящих из котла (после воздухоподоrревателя) vr:, и
воздуха, присасываемоrо в тракт после котла в золоуловителях и ra..
зоходах, V п р ис . ! ..,..\ J о.'. ......j
'"'! .
С учетом температуры rазов перед дымососом t д , объемная про..
. 3
изводительность машины, м /с, составит
ух t Д. + 273
V дс Вр (V r + V прис ) 273 ·
(3.5)
Объем уходящих rазов Vr: равен сумме теоретическоrо объема
rазов, образующихся при rорении топлива v r O, И объема присосов
воздуха по тракту котла:
vr: = V r O + 1,0161(ayx l)VO ,
(3.6)
rде йух коэффициент избытка воздуха в уходящих rазах.
аух = а т + ак.п + а8П ·
(3.7)
Коэффициент 1,0161 учитывает объем водяных паров, содержа..
щихся в присасыаемомM воздухе; V r O И VO теоретические объемы
rазов и воздуха соответственно (СМ. табл. 1.2, 1.3).
28
Объем присосов за пределами котла с учетом присосов в системе
золоулавливания L\С1 зу равен
V прис :: (L\а.зу + L\a.yx )vO. (3.8)
Температура rазов перед дымососом lд может быть принята paB
ной температуре уходящих rазов 'ух при отсутствии золоуловителя и
при коротких rазоходах (tyx см. в табл. 1.1).
Если величина суммарных присосов в золоуловителях и rазохо..
дах (L\а.зу + Да. rx ) 0,1, то температура rазов перед дымососом опре
деляется по формуле смешения
V?" 'ух + V прис lв
t = .
д ух Т?
V r + У прис
(3.9)
Температура холодноrо присасываемоrо воздуха lв принимается
равной 30 ос. При установке золоуловителей MOKporo типа учитыва
ется снижение температуры уходящих raзов на 30 40 ос.
В zазоплотных котлах уменьшается объем уходящих rазов на Be
личину L\С1к.п , И тоrда
С1ух ==С1 т +С1 вп ,
(3.10)
но присосы воздуха за котлом остаются такими же, как для котлов
под разрежением при неrазоплотном исполнении.
Расчетная проuзводuтельность дымососа V принимается с
коэффициентом запаса 1 :: 1, 1 таким же, как и для дутьевоrо BeH
тилятора; также вводится поправка на барометрическое давление ме..
стности Рбар (3.3).
Напор дымососа Н дс , кПа, при уравновешенной тяrе должен
обеспечить преодоление суммарных сопротивлений трения и MeCT
'"
ных сопротивлении всех rазоходов от котла до дымососа, а также
сопротивления от дымососа до трубы и самой трубы. Эти суммарные
сопротивления должны быть увеличены на значение разрежения в
верхней части топки (0,02 кПа, или 2 мм вод. ст.). Значения сопро
тивлений rазовоrо тракта котлов Hr приведены в табл. 1.1. Напор
дымососов обычно составляет 3,5 4,0 кПа. Расчетный напор ды
29
мососа НХС берется с коэффициентом запаса
2 = 1,2. Далее посту
пают аналоrично выбору дутьевоrо вентилятора.
Для предварительной оценки порядка величин расхода воздуха и
rазов можно использовать известные из литературы [7] соотношения
для прuведеппых расходов (расходов воздуха и rазов, отнесенных к
теплопроизводительности котла) (табл. 3.2)
т а б л и ц а 3.2
Расходы воздуха и rазов в зависимости от типа топлив
Топливо Vв/Qпе, t д, ос V r / Qпе,
м 3 /МДж м з /М Дж
АШ, тощий yrоль 0,384 125/85 0,647/0,617
Кам енный yrоль 0,359 125/85 0,636/0,550
Бурый yrоль w' =: 1,2 0,390 130/90 0,700/0,624
Бурый yrоль w' == 3,1 0,425 145/1 05 0,836/0,746
Бурый yrоль WП::7 ,2 0,497 165/125 1,16/1,04
Мазyr 0,366 120 0,595
Природный rаз 0,366 120 0,614
При м е ч а н и е . В знаменателе указаны цифры при установке мокрых
золоуловителей. Приведенная влажность пf1 = WP I Q: (кr'%) I МДж.
4. ВЬIБОР НАСОСОВ
-
4.1. Общие положения
Насосы тепловых электростанций как и дрyrие типы машин,
служащие для перемещения среды и сообщения ей энерrии, характе..
ризуются следующими параметрами:
. объемной производительностью (подачей) Q, м 3 /с;
. давлением на стороне нarнетания Ри, МПа;
. плотностью перемещаемой среды р, кт/м 3 , или удельным объе
мом V, M 3 /Kf.
В расчетах тепловой схемы определяется массовый расход воды
п, Kr/c. Между объемным и массовым расходами существует соот..
ношение
Q = п/р = Dv.
Напор насоса 6.р определяется как разность давлений на стороне
наrнетания Ри И на стороне всасывания Рв:
6.р = Ри Рв.
(4.1 )
Расчетная мощность привода насоса, Вт, равна
N = QеРи Рв) = DеРи P8)V CP
и 11и 11н'
(4.2)
fде Vcp среднее значение удельноrо объема воды, м 3 /кт; т}н КПД
насоса, учитывающий rидравлические, объемные и механические
потери в насосе. Современные насосы электростанций имеют КПД
0,83 0,85.
Давление нarнетания Ри, развиваемое насОсом, определяется за..
....
данным давлением. в конечнои точке тракта Ркои, суммарными rИД48
равлическими сопротивлениями тракта 'ЕАрс и reодезическим напо..
ром, обусловленным разницей высоты Н между точками перемеще...
ния среды:
31
рн == Ркон + ЕАрс + Hgp,
(4.3)
rде g == 9,81 м!с 2 .
Давление на стороне всасывания Рв рассчиrывается из условия
недопущения вскипания воды при попадании ее на быстровращаю...
щиеся лопасти колеса насоса (условие обеспечения бескавитацион-
ной работы). Оно сводиrся к обеспечению определенноrо давления
Рв (зависящеrо от температуры среды), с которым вода должна по
ступать в насос:
рв = Р'+ др,
(4.4)
rде р' давление насыщения, соответствующее температуре воды;
др запас по давлению, эквивалентный запасу по температуре Ha
сыщения воды примерно в 5 ОС.
Допустимое давление на всасывающей стороне Рв (называемое
также кавитационным запасом) указывается в справочниках для
большинства типов насосов или рассчитывается по формуле (4.4).
4.2. Питательные насосы
Количество и производиrельность пиrательных насосов выбира
ются в соответствии с «Нормами технолоrическоrо проектирования
тепловых электростанций и сетей» [1].
Для электростанций с блочными схемами производиrельность
v
насосов определяется максимальным расходом питательнои воды на
котел с запасом не менее 5 %:
D п . н == 1,05 D п . в .
На блоках с докриrическим параметрами пара (рпе:$; 13,8 МПа) на
каждый блок устанавливают по ОЛ ОМУ пиrательному насосу на
100 % П ОИЗВОl!ительности (9ез реЗ Qва) . На складе предусматрива
ется один .резервный насос на всю электростанцию. Пиrательные на..
сосы блоков мощностью до 21 О МВт имеют электропривод (с rидро.
муфтой). .
32
На блоках с закритическими параметрами пара :хстанавливают
насосы с турбоприводами . Для блока мощностью 300 МВт преду..
смотрен один насос с турбоприводом на 100 % производительности и
один с электроприводом и rидромуфтой на 50 % наrpузки.
На блоках мощностью 500, 800 и 1200 МВт устанавливают по
два насоса с турбоприводом на 50 % подачи каждый. При установке
на блок двух турбонасосов насос с электроприводом не устанавлива
ется, а к турбоприводам предусматривается резервный подвод пара
от общестанционных мarистралей.
На ТЭЦ блочной структуры (с турбинами Т ...250 8а 240) питатель..
ные насосы выбирают аналоrично блоку 300 МВт.
На электростанциях неблочной Ы с общими питатель..
ными трубопроводами суммарная подача всех питательных насосов
должна быть такой, чтобы при отказе любоrо из них оставшиеся Mor..
.
ли обеспечить номинальную производительность всех котлов.
Резервные питательные насосы на ТЭЦ не устанавливаются, а
находятся на складе (один на каждый тип насоса).
Электростанции, не включенные в энерrосистему, должны иметь
суммарную подачу насосов, обеспечивающую работу всех котлов с
..., .
номинальнои паропроизводительностью; кроме Toro, устанавливают-
ся не менее двух резервных питательных насосов с турбоприводом
или электроприводом, имеющим независимое питание.
Если на электростанции все основные насосы работают с турбо-
приводом, то для пуска с нуля необходим хотя бы один насос с элек..
троприводом.
Расчетный напор питательных насосов (4.1) определяется по..
разному для блоков с барабанными и прямоточными котлами на за-
критические параметры пара.
4.2.1. Напор насосов для блоков с барабанньwи котлами
Давление НCl2нетанuя насоса РН по (4.3) определяется тремя со..
ставляющими.
Максимальное конечное давление среды Ркон, МПа, которое дол--
жен обеспечить питательный насос, определяется давлением в бара..
33
бане котла Рб. Давление в барабане котла Рб может быть определено
по давлению neperpeтoro пара Рпе, известноrо из характеристики
кот ла:
Рб = Рпе + !1рпп,
rде !1рпп == 1,0 1,5 Мпа rидравлическое сопротивление паропере..
rpевателя котла.
По правилам Котлонадзора к этому давлению устанавливается
запас !1рп.к на возможное повышение давления в котле при открытии
и посадке предохранительных клапанов:
Арп.к = (0,05 0,08) Рпе ·
.
с учетом этоrо максимальное конечное давление пара, создавае..
мое питательным насосом составит
.
РКОН = Рпе + Арпп + !1рп.к ·
Суммарное rидравлическое сопротивление тракта от питательно..
ro насоса до барабана имеет следующие составляющие ( рис. 4.1):
'L!1pc= !1ртр +!1рпвд +!1рв.э + !1рр.п.к,
( 4.5),
rде !1рпвд = O, 1,2 МПа суммарное rидравлическое сопротивле--
ние ПВД; более точно оно определяется расчетом или берется из
справочника [5] для выбранных подоrpевателей;
!1ртр == 0,15 0 ,35 МПа суммарное rидравлическое сопротив
ление арматуры и трубопроводов от насоса до водяноrо экономайзе
ра котла;
!1рв.э = 0,35 0 ,75 МПа rидравлическое сопротивление водя..
...,.
Horo экономаизера;
!1р р .п.к == 1 МПа
ния котла.
Для определения zеодезuческоzо напора H k gpl0--6. МПа, который
преодолевается насосом, необходимо знать высоту уровня воды в
барабане котла и уровень оси насоса. Поскольку насосы устанавли..
.
сопротивление реryлирующеrо клапана пита..
34
,.................................................................................,
Рпе i i
. I
· РО
I
.......
-
KOH
.....
....
рпк
Н К
Рд
ЩJпвд
Н д
ЩJтр
Рн Рв
Рис. 4.1. Определеиие напора питательиоrо насоса
вают обычно на нулевой отметке, можно принимать высоту столба
ЖИДКОСТИ Н равной высоте котла, приведенной в табл. 1.1.
Значение плотности воды р, Kr/M 3 , при определении rеодезиче
cKoro напора определяется как среднее арифметическое значений плот
ностей воды в барабане Рб и в наrнетательном патрубке насоса РН.
Плотность воды В барабане находится по давлению Рб а в HarHeтa..
тельном патрубке по давлению наrнетания РН и температуре воды
в насосе ( н . Неизвестное пока давление наrнетания РН может быть
предварительно оценено равным (1,3 1,4 )Ро, а температура воды
[ н равной температуре насыщения в деаэраторе [ д с учетом повы
. о
шения температуры при сжатии воды в питательной насосе, tп.н, с:
[ н == [ + tп.н; обычно tп.н составляет 5 6 ос.
Давление воды во всасываюшем паТRYбке насоса РВ складывается
из давления в деаэраторе РД и давления столба воды высотой Н д за
вычетом rидравлическоrо сопротивления арматуры и трубопроводов
на линии от деаэратора до насоса, МПа:
35
рв == Рд + Ндgр lO Еррс.
(4.6)
Высоту установки деаэратора Н д относительно насоса выбирают
из УСJIОВИЯ предотвращения кавитации в насосе. Для блоков на док..
ритических параметрах пара Н д = 22 25 м.
Суммарное rидравлическое сопротивление водяноrо тракта от
деаэратора до входа в питательный насос Е р Ре не должно превышать
0,01 МПа [1].
Таким образом, определены все данные, необходимые для нахо..
ждения напора s развиваемоrо насосом (4..1), расчета мощности (4.2) и
выбора типа насоса по справочным данным [5, 6].
4.2.2. Напор насосов для блоков с прямоточными котлами
Для прямоточных котлов, устанавливаемых на блоках с закрити
ческими параметрами пара, максимальное давление воды Ркон, созда...
ваемое насосом, равно давлению переrpетоrо пара в выходных кол...
лекторах котла Рпе.
Правилами Котлонадзора установлен дополнительный запас
ДРп.к по давлению на срабатывание предохранительных клапанов (на
давление выше 22,5 МПа):
ДРп.к = 0,10 Рпе-
Максимальное конечное давление, которое создается питатель...
ным насосом, равно
Ркон == Рпе + I!1pп.к ·
C MaR!Ige rидравлическое сопротивление тракта с прямоточ",
ным котлом ДРе, МПа, равно
ЕДРе = Дртр + Дрпвд + ДРр.п.к + ДРК,
(4.7),
rде Дртр = 0,15 0 ,35 МПа суммарное rидраВЛlfческое сопротив",
ление арматуры и трубопроводов от насоса до водяноrо экономайзе..
ра котла;
36
.
6.Рпвд == O, 1,5 МПа суммарное rидравлическое сопротивле--
ние rруппы ПВД;
6.Рр.п.к == 1 'v 2 МПа сопротивление реryлирующеrо клапана
питания котла;
6.Рк == 4 МПа rидравлическое сопротивление котла..
При определении rеодезическоrо напора высота столба жидкости
от оси насоса до BepxHero коллектора испарительноI"О контура котла
Н к , м, (см.. табл. 1.1) принимается равной высоте caMoro котла.
Значение плотности воды, как и для котла барабанноrо типа, оп-
ределяется как среднее арифметическое значение плотностей пере...
rpeToro пара Рпе И воды В наrнетательном патрубке насоса РН. Плот..
ность воды на выходе из насоса находится по давлению воды рн, при...
нимаемому равным (1,3 1,4)ро, и температуре воды I н = / + 6./ п . и , rде
А/ п . и составляет 9 1 О ОС.
Давление воды на входе в насос рассчитывается так же, как и для
барабанных котлов, по (4.6). Однако при установке питатеJIЬНЫХ на...
сосов на блоках мощностью 250 МВ'т и более применяют быстроход--
ные насосы с турбоприводом, для обеспечения бескавитационной
работы которых недостаточно только подъема деаэратора на высоту
22 25 м. Для создания дополнительноrо подпора на всасе питатель..
Horo насоса устанавливают предвключенные бустерные насосы; дав..
пение наrнетания бустерноrо насоса (p .H == 2 5 МПа) является дaB
'"
лением на всасывающеи стороне питате.льноrо насоса, достаточным
,
для предотвращения кавитации.
Бустерные насосы необходимо выбирать так же, как основные
питательные насосы, если они устанавливаются самостоятельно.
Бустерные насосы энерrоблоков мощностью 500, 800 и 1200 МВт
являются 'встроенными в rлавный питательный насос, имея общий с
ним привод от турбины через понижающий редуктор.
Выбрав число насосов, зная производительн-ость, напор и мощ
ность привода, по справочным данным [5, 6] определяют типоразмер
насоса.
..
37
В случае установки насосов с турбо и электроприводом выбира
ют оба типа насосов; для насосов с турбоприводом определяется
также мощность и тип приводной турбины.
4.3. Конденсатные насосы
Конденсатные насосы входят в оборудование, поставляемое ком..
плектно с турбиной наряду с конденсатором и эжеIqОРами. Тип и
количество насосов, хотя они и указаны в комплектующем оборудо....
вании, должны быть выбраны, поскольку технические решения по
"'" '"
установке этих насосов зависят от конкретных условии тепловои
схемы.
Число насосов в зависимости от мощности турбоаrpеrата может
быть равно двум, трем и четырем. КОlЩенсатные насосы Bcer,Qa уста...
v
навливаюr ся с [2езервом ; резервныи насос включается по системе
АВР. По возможности, число насосов должно быть минимальным: 2
по 1 00 % или 3 по 50 % производительности.
Общая подача насосов D к . и , Kr/c, рассчитывается по максималь..
НОМУ расходу пара в конденсатор D ax, известному из расчета теп
ловой схемы или определяемому по справочнику [6]. Кроме Toro,
учитываются добавочная обессоленная вода, дренажи подоrpевате
лей и турбоприводов и пр., подаваемые на всас насосов:
D к . и == D ax + D д . в + 1:D др .
Производительность конденсатных насосов теплофикационных
мбин выбирается по конденсацuонном иежuм с выключенными
теплофикационными отБQ{?ами и при работе с ма имальной элек
"'" "'"
!Риttескои наrшзкои.
Давление НCl2нетанuя конденсатных насосов Ри зависит от схемы
установки насосов в тракте конденсата. При одноподъемной схеме,
применяемой на блоках с барабанными котлами, давление HarHeтa
ния рассчитывается, исходя из давления в деаэраторе Рд, cYМMapHoro
сопротивления тракта от конденсатора до д аэратора и разности
уровней воды в деаэраторе Н д и насосах, МПа:
38
РН = Рд + /),.Pc + Н д g pl0 .
Суммарное rидравлическое сопротивление тракта составляет
r./),.Pc = /),.Рпнд +/),.Ро.э +/),.Рр.п.к +/),.Ртр,
(4.8),
rде /),.Рпнд сопротивление -всех ПНД и охладителей пара уплотне
ний (определяется по справочнику [6] или принимается равным
0,07 0 ,1 МПа на каждый подоrpеватель); /),.Ро.э = 0,05 0 ,07 МПа
сопротивление охладителя пара эжекторов; /),.Рр.п.к := 0,4 МПа co
противление реryлятора питания (уровня) конденсата; /),.Ртр ::: О, 1
0,2 МПа суммарное rидравлическое сопротивление трубопроводов.
Давление перед конденсатным насосом РВ должно быть дocтa
точным для предотвращения кавитации. Необходимый подпор YKa
..,
зывается в справочных данных; для конденсатных насосов с частотои
вращения 96 0 1500 об/мин он составляет 0,02 0 ,04 МПа.
l11щ блоков с пря.мотОЧНblМU котлами применяют дв.vxподъемную
схему установки ко!Ц{енсатных насосов. Это вызвано тем, что KOH
денсат турбин необходимо пропускать через обессоливающую YCTa
новку (БОУ), которая может работать при давлении не более
0,8 МПа. При двухподъемной схеме конденсатные насосы разделяют
на две ступени. Насосы первой ступени устанавливают после конден"
сатора; они создают давление, достаточное для преодоления rидрав"
лическоrо сопротивления БОУ, трубопроводов и обеспечения необ
ходимоrо подпора перед конденсатным насосом второй ступени.
Конденсатные насосы второй ступени развивают давление, необхо
димое для подачи конденсата через ПНД в деаэратор.
Давление наrнетания конденсатных насосов первой ступени
(КН 1) равно:
РН == /),.РБОУ + /),.Ртр + /),.Рпод;
РН 0,8 МПа.
rидравлическое сопротивление БОУ является переменной вели
чиной, увеличивающейся по мере заrpязнения фильтров. Макси
мальное значение /),.РБОУ == 0,55 0 ,65 МПа. Сопротивление участка
трубопроводов от КН 1 дО БОУ должно быть не БQлее 0,1 МПа; вели
39
чина необходимоrо подпора 8рпод (давления всасывания) на входе в
КН 11 указывается в характеристике насосов [6] и составляет около
0,15 МПа.
Давление наrнетания насосов второй ступени (КН 11) рассчиты--
"
вается так же, как и при одноподъемнои схеме,- с учетом сопротивле
ния тракта от насоса до деаэратора и высоты установки деаэратора.
Применение ПНД смешивающеrо типа может потребовать уста..
новки дополнительноrо перекачивающеrо (конденсатноrо) насоса,
что усложняет схему. Если использовать rpавитационный принцип
включения двух смешивающих ПНД, то насос между ними не требу..
ется.
Высота Н, м, на которую должен быть поднят подоrpеватель с
меньшим давлением Pl, МПа, над подоrpевателем с ббльшим давле..
нием Р2, МПа, опредеЛяется из расчета rеодезическоrо напора столба
"
жидкости, расходуемоrо на преодоление разности давлении между
подоrpевателями и rидравлических сопротивлений трубопроводов и
арматуры между ними 8ртр:
Н= 106 (Р2 Рl + 8ртр) I g р.
Проuзводuтельность конденсатных насосов BToporo подъема из...
вестна из расчета те,ПЛОВОЙ схемы. Выбор типоразмера насосов про..
водится так же, как питательных насосов по давлению наrнетания
и производительности. Мощность насосов каждой ступени определя..
ется по формуле (4.1). .
4.4. Циркуляционные насосы
По характеру работы циркуляционные насосы перекачивают
большое количество воды при относительно невысоком давлении.
Расход воды на конденсатор рассчитывается по летнему режиму ра..
боты при условии обеспечения номинальной электрической мощно..
сти и покрытия летних тепловых наrpузок [1].
Для электростанций с турбинами типа ПТ расход циркуляцион"
ной воды принимается с учетом gJe}!HerO летнеrо отбора пара на
!!рQИЗВОДСТВО но не ниже 60 % расхода воды на конденсационном
40
Р lКиме. Лля первых ДВу?с турбин... цт" устанавлива мых на элеК1R9:: 8
стаНЦИИ4j расход воды принимается по конденсационному ежиму
Расход циркуляционной воды G u . B , кr/c, при конденсационном
режиме приводится в данных завода..изrотовителя конденсатора [6]
или рассчитывается по формуле
G ц . в == т D K ,
rде D K максимальный расход пара в конденсатор, Kr/c, определен..
ный в расчете тепловой схемы; т кратность охлаждения, Kr/Kr.
Оптимальное значение т принимается в зависимости от системы во....
доснабжения и конструкции конденсатора (т == 45 1 00).
Переход от MaccoBoro расхода воды, Kr/c, к объемному, м З /С, м З /ч,
указываемоrо в справочниках, осуществляется по соотношению, при..
веденному в начале раздела 4..1..
Расчетный расход циркуляционной воды G .B = (1,1 1,2)G ц . в
выбирается с учетом подачи части воды на rазо.. и воздухоохладите"
ли reHepaTopa, маслоохладители, водяные эжекторы, водоподrотовку
и прочие нужды..
На электростанциях блочноrо типа также принята блочная схема
водоснабжения. Устанавливаются два циркуляционных насоса по
50 % производитеПрНQСТИ без [)езерва. Каждый насос работает на
IIJ
свою систему, включающую напорныи водовод, половину конденса..
....
тора и сливнои водовод.
На неБЛОЧНI?IX тэс устаЦ В-!I....ивают не менее четырех насосов (без
резерва1 Резервные насосы предусматривают только на электростан..
циях, использ щих для конденсации отыаботавшеrо в турбине пар а
MO CK BO
Давление циркуляционноrо насоса зависит от выбранной системы
водоснабжения и размещения оборудования на территории тэс.
Наиболее приемлемой во всех отношениях является прямоточная
система водоснабжения (рис. 4.2), но условия ее применения оrpани
чены. Давление нarнетания насоса РН при прямоточной схеме должно
IIJ
преодолевать rидравлическое сопротивление тракта и rеодезическии
41
з
.
AfJел
Н п
Af1к
Не
2
4
': ,
..
.. ...
A[Jвx
1
5
Рис. 4.2. Определение напора циркуляционноrо иасоса:
1 ."'" приемный колодец; 2 насос; 3 конденсатор; 4 сифон;
5 сливной коллектор
напор (подъём) воды от уровня в приемном колодце до верха кон..
денсатора Но- Для равнинных местностей высота подъема Н П не пре..
вышает 1 О 15 м. Уменьшения расчетной величины подъема при
...,
перетекании воды с одноrо уровня на друrои можно достичь, исполь..
. ..' .
зуя свойства сифона. Реальная величина сифона Не' меньше теорети..
ческой (10 м) из-за сопротивления сливной линии и составляет
6,5 8,0 м. При использовании сифона давление наrнетания насоса
Рн, кПа, равно:
РН ==Арвх +Арк +Рсл + (Н п Не )gpl0 3,
rде Арвх, АРел сопротивление входноrо и сливноrо трактов; каж-
дое из них не должно превыатьъ 20 25 кПа; Арк сопротивление
конденсатора, Арк 40 60 кПа (точное значение указано в спра-
вочниках [5,6] для выбранноrо типа конденсатора).
Давление во всасывающем патрубке циркуляционноrо насоса
Арвх определяется допустимым кавитационным запасом, указанным в
техническом паспорте насоса; в среднем оно составляет 20 ., 80 кПа.
42
На насосных станциях блочноrо типа применяются преимущест--
венно вертикальные осевые насосы с поворотными лопастями (тип
000) производительностью до 120 000 м 3 /ч и давлением наrнетания
от 70 до 220 кПа.
При оборотной системе техническоrо водоснабжения с прудами..
охл
мителями давление определяется так же, как в прямоточной
схеме.
В оборотных системах охлаждения с rpадирнями расчетное дав'"
.
""
ление насосов существенно выше, чем при прямоточнои схеме, за
""
счет подачи воды к оросительному устроиству rpадирни на BbICgry
10 20 м и составляет 220 250 кПа.
.....
Мощность насосов рассчитывается по формуле (4.1).
4.5. Сетевые насосы
. Сетевые насосы, наряду с питательными и циркуляционными,
являются наиболее мощными механизмами собственных нужд. Они
устанавливаются на ТЭС индивидуально (на каждую турбоустановку)
или как rpупповые. Число насосов реrламентируется [1] следующим
образом: цри индивид)!.ШlЬНОЙ установке ставят лва насоса по 50 %
""
производительности каждыи; на складе предусматривается один ре..
зервный насос для всей ТЭЦ или один на каждый тип насосов.
При
yппoвoй ycтaHOB
сетевых насосов, если число их не бо
. ""
лее трех, устанавливается один :Rезервныи Ha
oc ; при четырех насо--
сах и БОJ!
е резерва не уст
навливают.
Подача насосов рассчитывается по расходу сетевой воды D c . B ,
""
определяемому при расчете тепловои схемы.
Подоrpев атели сетевой воды современных турбин (от
ПТ...60/80..1ЗО дО Т..250/ЗОО..240) рассчитаны на давление воды до
0,8 МПа; сопротивление трубопроводов теплосети значительно вы..
ше. Это приводит к необходимости црименять д
e сryпени сетевых
!lacocoB : первая ступень (СН 1) устанавливается до сетевых подоrpе..
вателей, вторая (СН 11) перед ПВК.
43
Давление наrнетания СН 1, p , составляющее O, , 7 МПа, pac
..,
ходуется на преодоление rидравлических сопротивлении BepXHero и
..,
нижнеrо подоrpевателеи и создание допустимоrо кавитационноrо
запаса на входе в насос второй ступени p I :
p = A]JСП1 + L\РСП2 + p I .
-
Кавитационный запас p I указан в справочнике [6] и составляет
в зависимости от производительности насоса 0,05 0 ,4 МПа. Вход..
ное давление насосов первой ступени p определяется давлением
обратной сетевой воды, равным 0,3 ,5 МПа.
Давление нarнетания сетевых насосов второй ступени p I в за
висимости от сопротивления внешних трубопроводов теплосе'ти со...
ставляет 1 ,5 2,2 МПа. Электропитание сетевых насосов, ввиду вы..
соких требований по надежности теплоснабжения, должно произво-,
диться от двух независимых ИСТОЧН 9.J .:
Конденсат сетевых подоrpевателей сп 1 и СП2 составляет ос..
новную часть потока питательной ВОJIЫ котлов ТЭLL Конденсатные
насосы подоrpевателя второй ступени СП2 устанавливают без резер"
ва (lxl00 %); насосы !!одоrpевателя первой сryлени cпl и еЮТ..ре...
зервныu насос (2x100 %).
5.rрадирни
На ТЭЦ преимущественное применение получила оборотная сис...
тема техническоrо водоснабжения с rpадирнями. В табл.5..1 приведе--
ны показатели наиболее распространенных испарительных rрадирен
башенноrо типа.
Для характеристики эффективности охлаждения циркуляционной
воды в rpадирнях применяется показатель qr, м З / (м 2 .ч) удельная
.
плотность орошения, равная отношению объемноrо расхода охлаж..
даемой воды G Ц.В , м З /ч, к площади поверхности оросителя rpадирни
F 2.
, М .
qr= G ц . в / F.
Для капельных rpадирен показатель qr равен 2,5 3,5, а для пле..
ночных 5 7 м 3 / (м 2 .ч). Это означает, что один квадратный метр
площади оросителя охлаждает от 2,5 до 7 м З воды В час.
Расчет rрадирни обычно сводится к определению площади оро..
шения по заданной температуре охлажденной воды либо, наоборот,
""
по известнои площади орошения к нахождению температуры ох..
лажденной воды. Ввиду множества факторов, влияющих на работу
rpадирни, аналитическое решение как прямой, так и обратной задачи
затруднительно, и проводится обычно с использованием HOMorpaмM.
Ориентировочно при упрощенном подходе выбор rpадирни осу..
ществляется по известному из расчетов тепловой схемы расходу цир..
куляционной воды IIa энерrоблок или на ТЭЦ (табл.. 5.1), после чеrо
проверяется, попадает ли п.олученная удельная площадь орошения qr
В рекомендуемые выше допустимые пределы.
В зависимости от мощности и типа установки одна rpадирня мо"
жет устанавливаться на один, два или несколько энерrоблоков.
По нормам [1] на электростанциях должно быть установлено не
менее двух rpадирен.
45
......
.. о
v')
о
о 00 0\
........ О \о I.r) I.r)
о I.r) N .... о \о
М ........ ("'f""\ I.r)
::t 0\ ........ ........ 0\ t'-
I.r) I.r)
r ..
== 00
t::
\с)
о
Е--- о t'- О 00 t'-
О I I о I
("'f""\ о
0\ t'-
\о ........ ........
с ("'f""\
....
\о
а:
Е
=
,::
=
=
=
1.)
са
С
Е
1.)
u
=
1.)
с..
::
r:{
01
с..
'-
::
:i
;
м
01
=
с
1.)
::
u
1.)
:r
::
:1
=
=
с)
t(
=
::
=
1.)
Е--
46
N
:s
...
:=
=
с..
:=
=
cu
:3
о
с..
о
t4
=
о
t::
t:::
t::
о
t:
cu
::
=
IQ
О
:с
cu
;
::r:
о
о
\о
о
о
м
о
о
о
о
о
м
('f1
о
о
('f1
м
I
О
=
):S:
о
а)
.
о
=<
"=::t
I.r)
r:
",....
I.r)
\о
I
"=::t
("'f""\
N
I
00
N
\о
I
N
N
о
N
........
..е:
.
()
о
........
........
r--
0\
N
О
........
N
00
о
0\
о
00
N
00
........
t'-
........
t'-
00
I.r)
....
:=
=
=
=
=
\О
«1
E-i
О
()
..а
са
=
=
«1
=
О
=
()
о
t
=
I
I
"=::t
I.r)
00
N
"=::t
I
I
I О
= м
О <J)
..
() =
«1 == )=
= о
.... t:! =
Е:! «f -:
= о
g.O ]=
ёО О О
8fЗ \О=
() 0..=
gg
E
I.r)
00
........
"=::t
...
N
N
о
("'f""\
("'f""\
о
....
0\
N
00
...
о
N
)=
О
==
....
$
«1
]
t:r ()
= о
t=:
s
t E-i
U
I
I
N
N
t'-
,......
\о
t'-
("'f""\
,......
I
I
О
М
а)
t=:
а)
)=
О
==
о
t=: )=
.: о о
а) \О =
. =
а) о
() t:: f-i
::а = Q)
E-i'---\O
t'-
N
I.r)
N
0\
I.r)
t'-
,......
N
"=::t
........
0\
00
N
,......
'.
I.r)
0\
00
)=
О
=
)=
О
()
а)
t:r
=
t=:.
а
6. Выбор оборудования
системы реrенеративноrо подоrрева
.
Часть оборудования системы реrенерации (конденсатор, эжекто..
ры, конденсатные и дренажные насосы) поставляются заводами...
изrотовителями комплектно с турбиной. Питательные насосы и де..
аэраторы выбираются отдельно с учетом конкретных особенностей
....
тепловои схемы.
Реrенеративные подоrреватели (поверхностные и смешивающие)
устанавливаются без резерва. На каждый отбор целесообразно уста..
навливать один корпус подоrревателя; только для энерrоблоков
мощностью 800 и 1200 МВт допускается применение двухниточной
схемы установки подоrpевателей высокоrо давления (схема включе...
ния ПНД всеrда однониточная).
На крупных блоках рекомендуется применение комбинирован..
....
нои схемы реrенерации низкоrо давления с использованием подоrре..
....
вателеи смешивающеrо типа, устанавливаемых в качестве первых
ступеней подоrpева OCHoBHoro конденсата турбины.
Реrенеративные подО2ревателu поверхпостпО20 т ипа (рис. 6.1)
выбираются заводом..изrотовителем в соответствии с давлением на..
rpеваемой воды, давлением пара отбора и поверхностью HarpeBa, оп..
.... ....
ределяемои конструктивны.м расчетом по данным расчета тепловои
схемы турбоустановки. Если возникает необходимость дополнитель..
Horo обоснования выбора типа подоrревателя, то можно применять
2
упрощенную оценку поверхности HarpeBa подоrpевателя F, м, по
известной формуле
(вых
Q
F = LJИ и....
k8.t '
rде Q = Dп( hдр)l1п тепло
вая наrpузка подоrpевателя, кВт;
D п расход пара на подоrpева..
тель, Kr/c; h п , h др энтальпии
пара и дренажа с учетом охлади..
теля дренажа (если он установ..
лен), кДж/кr; 11п КПД подоrpе
вателя, обычно принимается рав"
,
I
. D п , h п
t BX
+
t др
Рис. 6.1. Принципиальная схема
включения подоrревателя по..
BepxHoCTHoro типа
47
ным 0,98 0,99; Д/ температурный напор, ОС. Температурный на..
пор определяется как лоrарифмический:
Д/б Д/М
Дl лоr = Д ,
ln 16
Д/М
здесь Д/б и Д/ м большая и меньшая разность температур между
rpеющим и иаrpеваемыM теплоносителем;
k КОЭффИllиент теплопередачи, который предварительно MO
жет быть принят по результатам тепловых расчетов или эксплуатаци--
онным данным станционных теплообменников. В зависимости от
назначения, устройства, принципа работы и схемы включения тепло--
обменников, режимов и условий работы, свойств и параметров теп..
лоносителей и мноrих дрyrих факторов коэффициент теплопередачи
варьируется в весьма широких пределах, однако оценочно MOryт
быть приняты следующие значения:
. для водоводяныx теплообменников
. для пароводяныx теплообменlШКОВ
3500 Вт/ ( 'K);
k == 500
k ==
1000 Вт/ (м 2 ,к);
1000 2500 и до
. для испарителей . k == ]700 2200 Вт/ (м 2 ,к). ,r
ПодО2ревателu смешивающе20 типа выбираются по расходу на...
rpeBaeMoro конденсата и температуре ВОДЫ на выходе из подоrpева..
теля.
При установке двух смешивающих ПИД, расположенных один за
...,
дрyrим, возможно применение rpавитационнои схемы включения
(без применения насосов между подоrpевателями). В этом случае
следует определить необходимую высоту подъема подоrpевателя по
формуле, аналоrичной (4.6).
Деаэраторы выбираются по расходу питательной воды и давле..
нию пара в них. Рекомендуется устанавливать на блок один деаэра
тор без резерва Вместе с деаэратором (деаэраторной колонкой) вы..
бирается бак запаса питательной воды.. для блоков кэе запас пита..
тельной ВОДЫ в аккумуляторном баке должен соответствовать 5 мин
работы котла, на неблочной кэс L ,.. 1 О мин, а на ТЭЦ не менее
15 мин. Объем воды принимается равным 0,85 rеометрическоrо объ wo
3
ема бака. В таком случае объем бака Vб.f м , составит:
D п . в V B "t
6 О 85 '
,
48
.
rде D n . B , Kr/c расход питательной воды; V B , м З /Kr удельный объ
ем воды; -r, с продолжительность работы энерrоблока на номи",
нальнои наrрузке.
Необходимый для пусков котлов запас питательной воды хранит..
ся в баках запаса питательной воды; на блочной кэе и тэц с турби...
нами т ..250--240 устанавливаются три бака запаса конденсата по
1 000 M каждый; на баках устанавливают перекачивающие насосы с
резе вом. На каждый блок устанавливается дренажный бак емкостью
15 м 3 с двумя насосами. Кроме этоrо, на тэе устанавливают общий
бак емкостью 40 60 м 3 С насосом ДЛЯ сбора конденсата при сливе
ero из котлов при останове..
БИБлиоrРАФИЧЕСКИЙ список
1. Нормы технолоrическоrо проектирования тепловых элек
трических станций и тепловых сетей. М.: Теплоэлектропро"
ект,1983.
2. Паровые котлы большой мощности. Отраслевой каталоr
20 90 07. M : ЦНИИТЭИтяжмаш, 1990.
3. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). 20 e изд.
СПб.: Изд"во НПО ЦКТИ, 1998. . .
4. Аэродинамический расчет котельных установок. Норматив
ный метод. л.: Энерrия, 1977.
5. Смирнов А.Д., Антипов К.М. Справочная книжка энерrе
тика. М.: Энерrоа т омиздат,1987.
6. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник /
Под общей ред. А.В. Клименко и В.М. Зорина. М.: Издательство
МЭИ, 2003.
7. Рихтер Л.А., Елизаров Д.П., Лавыrин В.М. Вспомоraтель
ное оборудование тепловых электрических станций. ... М.: Энерrо--
атомиздаТ, 1987.
8. Клевцов А.В., Радии В.П., Федорович Л.А. Расчет rpадир
ни. М.: Издательство МЭИ, 1992.
50
Учебное издание
Федорович Людмила Александровна, Рыков Анатолий Пантелеймонович
МЕТОДИКА ВЫБОРА ТЕПЛОМЕХАНИЧЕскоrо ОБОРУДОВАНИЯ ТЭС
Учебное пособие по курсу «ТЭС и АЭС» дЛЯ студентов, обучающихся
по направлениям 140100 «ТеплоэнерrетИК8» и 140200 «ЭлектроэнерrетИК8»
Редактор издательства r.Ф. Раджабова
А L
.11
Темплан издательства МЭИ 2007(1), учеб. Подписано в печать 25.09.07
Формат 60х84/16 Печать офсетная Физ. печ. л. 3,25
Тираж 500 экз. Изд. Н2 73 Заказ 418т
ЗАО «Издательский дОМ МЭИ», 111250, Москва, Красиоказармеииая ул., д. 14
Orпечатано в типоrpафии Фrуп «НИИ «rеодезИJI», Моек. 06л.., r. КрасиоармеЯск,
пр-т ИспытателЯ, д. 14
оrЛАВЛЕНИЕ
1. выIорp пАровыIx КОТЛОВ .......................................................... 3
,
2. выIорp ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМ
пыIЕприrотовлЕния ... ... ... ......... ..... ...... ...... ............ ..... ........... 13
2.1. Выбор типа мельниц.. ..... ................ ................... ............... .... ... .... 14
2.2. Выбор схемы пылеприrотовления ............................................. 15
2.3. Выбор числа и производительности мельниц........................... 19
3. ВЫБОР тяrОДУТЬЕВЫХ МАшИН.............................................. 21
3.1. Выбор дутьевых вентиляторов ................................................... 26
3.2. Выбор дымососов ...................... .......... ......................... ............... 28
4. выIорp НАСОСОВ ............................................................................31
4.1. Общие положеНия........................................................................ 31
Li.2. ПIl1LCi1rеЛI>НI>Iе HCic;Oc;l>I .................................................................... 32
4.2.1. НCiПОР HCic;Oc;OB для блоков с; БCiРCiБCiННI>IМИ кО1rлCiМи....... 33
4.2.2. Напор насосов для блоков с прямоточными котлами.... 36
4.3. KOIIДeHc;Ci1rHI>Ie HCic;Oc;l>I ...... ................................... ...... ..... .............. 38
4.4. Циркуляционные насосы........... .................. ................................ 40
4.
. C
eBI>Ie HCic;Oc;l>I .....................................................
..
................... 43
. rJ> А)[{II.[РНИ ........................................................................
................ 4
6. выIорp ОБОРУДОВАНИЯ систЕмыI РЕrЕНЕРАтивноrо
ПОДО
ЕВА ...................................................................................... 4j7
БИБлиоrр А Ф ИЧЕСКИЙ СПИСОК....................... ......... ..................
O