Тепловой, аэродинамический и экологический расчёт котла БКЗ-420-140 для Павлодарской ТЭЦ (сжигание Екибастузского угля и попутного газа)

Введение 4

2. 1 Тепловой расчет при сжигании Шубаркольского угля 12

2. 2 Тепловой расчет при сжигании попутного газа 50

3. 1 При сжигании Шубаркольского угля 84

3. 2 При сжигании попутного газа 97

4. 1 Система золоулавливания ТЭЦ 110

4. 2 Расчет выбросов в атмосферу 111

5. 1 Описание автоматики котельного агрегата 114

5. 2 Расчет ссужающего устройства 114

6 Охрана труда 119

6. 1 Трудовой Кодекс 119

6. 2 Требования к работникам котельного цеха 119

6. 3 Противопожарное водоснабжение, пожарная техника и средства

связи 122

6. 4 Расчет исскуственного освещения 126

Заключение 133

Список использованной литературы 135

Приложение А. Спецификация. Автоматика. 137

Введение

Роль энергетики в народном хозяйстве Республики Казахстан исключительно велика. Преобладающее значение среди электростанций Казахстана имеют тепловые электростанции. В особенности большое народнохозяйственное значение имеют районные паротурбинные электростанции. Наиболее характерными чертами развития тепловых электростанций в Казахстане являются: широкое использование местных топлив; большие масштабы применения теплофикации; использование пара высокого давления и температуры; автоматизация тепловых процессов.

К электростанциям предъявляются требования безусловно надежной и высокоэкономичной работы. Современные тепловые электростанции обладают весьма сложным хозяйством и отличаются большим разнообразием основных и вспомогательных агрегатов и механизмов.

Для обеспечения бесперебойной и экономичной эксплуатации электростанция должна иметь четкую организацию работы и обладать , хорошо подготовленным персоналом.

От ТЭЦ кроме электроэнергии потребителям через регулируемые отборы турбин отпускается также пар для привода механизмов и технологических нужд. Для коммунально-бытового потребления (отопление и горячее водоснабжение) отпускается горячая вода, подогреваемая паром из регулируемых отборов турбин в специальных теплообменниках - сетевых подогревателях.

Проект электростанции, конструкция оборудования, качество сооружений и монтажа и организация эксплуатации должны обеспечивать бесперебойную выработку электроэнергии с заданными параметрами ее, в полном соответствии с планом ее производства за годовой, квартальный, месячный и суточный периоды времени.

Мощность, развиваемая турбогенераторами электростанции, в каждый момент времени должна равняться потребляемой мощности, т. е. нагрузке электростанции, определяемой суточными диспетчерскими графиками и действительными условиями нагрузки.

Таким образом, первостепенными техническими требованиями к электростанции являются безусловная надежность ее действия в сочетании с наибольшей гибкостью процесса производства энергии.

Проект электростанции и конструкция оборудования должны обеспечивать полную безопасность работы ее эксплуатационного персонала. Проект и эксплуатация электростанции должны обеспечить нормальные санитарно - гигиенические условия для окрестного населения: высокую чистоту воздушного бассейна путем установки совершенных газоочистных устройств; отсутствие пыления от угольных складов и золоотвалов; поддержания чистоты воды в источниках водоснабжения и т. д.

Надежность, безопасность, наилучшие условия труда персонала, нормальные условия быта населения в районе электростанции должны сочетаться с наибольшей экономичность ее сооружения и эксплуатации. Экономичность сооружения означает наименьшую величину капиталовложений при заданных местных условиях, районе сооружения, виде топлива, электрической и тепловой мощности электростанции. Экономичность эксплуатации означает наименьшую себестоимость отпускаемой электрической и тепловой энергии при указанных выше условиях, наименьшую величину годовых эксплутационных расходах.

Себестоимость производимой и отпускаемой электрической и тепловой энергии - важнейший показатель экономичности электростанции. Наибольшая составляющая себестоимости энергии на тепловой электростанции - топливная составляющая. Высокая тепловая экономичность электростанции - важнейшее условие экономичности ее эксплуатации

Объединенная энергетическая система северного Казахстана включает в себя целый ряд тепловых электростанций нашего региона, в том числе и Павлодарские ТЭЦ.

ТЭЦ-3 представляет собой электростанцию с поперечными связями, рассчитанную на выработку пара с параметрами 140 кгс/см ² и 560 °С.

Отпуск тепла осуществляется с технологическим паром для Павлодарского алюминиево-глиноземного завода и завода ЖБИ-4 (ТОО «Ремонтник») и с горячей водой для теплоснабжения юго-восточного района города Павлодара, в том числе предприятий стройиндустрии, а также южной части жилой городской застройки.

Для обеспечения теплоснабжения установлены бойлерные установки и сетевые насосы. Нагрев сетевой воды осуществляется паром теплофикационных отборов турбин ПТ-65/75-130/13, Т-50-130, ПТ-80/100-130/13 (нагрев сетевой воды в основных подогревателях этих турбин) . Для покрытия пиков отопительных нагрузок используется пар производственных отборов и пар противодавления турбин (догрев сетевой воды в пиковых подогревателях сетевой воды) . Гидравлический режим тепловых сетей поддерживается сетевыми насосами.

Для резервирования отборов турбин и для покрытия пиков отопительных нагрузок установлены редукционно-охладительные установки.

Доставка угля осуществляется по железной дороге в специальных вагонах. Вагон поступает в разгрузочное устройство - вагоноопрокидыватель, где содержащийся в нем уголь высыпается в приемный бункер, из которого поступает на ленточные, которыми подается на склад или в бункеры котлов. Угольный склад обслуживается краном- перегружателем. На пути в бункеры котлов для улучшения размола и сушки уголь проходит через дробильную установку.

Из бункеров сырого угля уголь подается питателем в мельницу (ШБМ и ММТ), в которой размалывается до определенной степени тонкости. Смесь угольной пыли и транспортирующего его воздуха, так называемая аэропыль, вдувается в топочную камеру котла через пылеугольные горелки, в которые подается дополнительное количество воздуха, необходимого для сжигания топлива (вторичный воздух) .

Сжигаемая в форме факела в топочной камере угольная пыль интенсивно отдает свое тепло воде, движущейся внутри труб экранов, покрывающих внутренние стены топочной камеры.

Выходящие из топочной камеры газообразные продукты сгорания топлива (дымовые газы) омывают затем последовательно поверхности нагрева котла: пароперегреватель, экономайзер, воздухоподогреватель. Охлажденные дымовые газы отсасываются дымососами в дымовую трубу. Перед дымососами газы очищаются от золы в золоуловителях. Воздух для горения в топочную камеру подается через воздухоподогреватель дутьевыми вентиляторами.

Выпавшие из топочной камеры шлаки и из золоуловителей летучая зола по каналам транспортируются водой к багерным насосам, которыми далее перекачиваются на золоотвал.

Произведенный в паровом котле водяной пар высокого давления и высокой температуры по паропроводам подводится к паровой турбине. Пар, работая в турбине, приводит во вращение ротор турбины, с которым соединен ротор электрического генератора. Отработавший в турбине пар, охлаждается в конденсаторе водой, подаваемой по трубопроводам из градирни, циркуляционными насосами. Сконцентрированный пар (конденсат) конденсатными насосами перекачивается через регенеративные подогреватели низкого давления в деаэраторы. Туда же подается химически очищенная в химическом цехе вода, восполняющая потери конденсата.

Смесь конденсата турбин и добавочной химически очищенной воды - питательная вода - из деаэратора подается к питательным насосам, которыми перекачивается через регенеративные подогреватели высокого давления в котел для получения пара.

Частично отработанный пар из турбин используют в регенеративных подогревателях (нерегулируемые отборы пара) и в подогревателях сетевой воды для отпуска тепловой энергии с горячей водой на цели отопления и часть отработанного пара - для производственных целей (регулируемые отборы пара) .

Электрическая энергия от генераторов отводится через повысительные электрические трансформаторы линиями электропередачи высокого напряжения. Связь с энергосистемой осуществляется четырьмя двухцепными линиями на 110 кВ. Две линии 35 кВ питают южный водозабор города Павлодара. Снабжение соседних потребителей ведется на напряжение 10 кВ от главного распредустройства ТЭЦ посредством открытых токопроводов и кабельных линий.

Екибастузский уголь СС является основным топливом, наряду с которым мазут - растопочным.

Водоснабжение станции от реки Иртыш. Система технического водоснабжения - оборотная с двумя башенными градирнями.

ТЭЦ имеет цеховую структуру: котельный, турбинный, цех топливоподачи, химический, электрический, цех ТииГО, ЦЛАИТ, ТВСиПК, ремонтно- механические мастерские. Каждый цех является самостоятельным структурным подразделением станции и в административном отношении подчиняется начальнику ТЭЦ, а в производственно-технической деятельности, подготовке и технической учебе персонала - главному инженеру ТЭЦ. Руководство каждым цехом осуществляется начальником цеха ТЭЦ на основе едино наличия, с привлечением для решения поставленных задач общественных организаций и коллектива цеха.

Котельный цех является самостоятельным структурным подраз­делением ТЭЦ на правах основного цеха. Организационно-производственная структура котельного цеха предусматривает разделение функций персонала. Структура цеха сос­тоит из ремонтного и эксплуатационного персонала. Руководит рабо­той цеха начальник цеха. В его подчинении находятся все ИТР цеха, эксплуатационный и ремонтный персонал. Работа с эксплуатационным персоналом возлагается на заместителя начальника цеха по эксплу­атации, с ремонтным персоналом - на заместителя начальника цеха по ремонту.

Ремонтный персонал разбит на пять бригад.

Эксплуатационный персонал разбит на четыре смены (вахты) . Непосредственным руководителем смены является начальник смены цеха.

Основные задачи котельного цеха:

- выполнение диспетчерского графика нагрузок и государст­венного плана по выработке электрической и тепловой энергии;

- обеспечение надежной, безаварийной и экономичной работы всего оборудования цеха, поддержание оборудования в постоянной готовности к несению электрической и тепловой нагрузки;

- снижение стоимости и трудозатрат на выработку электриче­ской и тепловой энергии;

- механизация и автоматизация производства электрической и тепловой энергии, внедрение научной организации труда с целью повышения производительности труда;

• выполнение производственно-хозяйственных планов цеха.

2 Тепловой расчет котельного агрегата БКЗ-420-140

Котел паровой БКЗ-420-140 однобарабанный, вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией, крупноблочной конструкции с применением газоплотных панелей, предназначен для получения пара высокого давления при сжигании Екибастузского угля марки «СС» при твердом шлакоудалении.

Топка представляет собой первый подъемный газоход. В опускных газоходах слева и справа от топки расположены конвективный пароперегреватель и вторая ступень водяного экономайзера.

В вынесенном опускном газоходе расположены первая ступень экономайзера и две ступени воздухоподогревателя.

Водяной объем котла - 86, м ³ . Паровой объем котла - 68, м ³ .

Допускается кратковременная работа котла с температурой питательной воды 160 ^о С (при временном отключении ПВД) . При работе котла с температурой ниже номинальной, его должна быть снижена с таким расчетом, чтобы тепловая нагрузка топки не превышала номинальной величины, а температуры пара и металла по тракту не превышала допустимых величин.

Топка открытого типа полностью экранирована гладкими трубами 60х6 сталь 20, с шагом 80 мм с варкой полосы между ними.

Боковые экраны в нижней части образуют скаты холодной воронки. Верх топки и горизонтальных газоходов закрыты трубами потолочного пароперегревателя.

Топка конструктивно разделена на две половины. Верхняя часть топки в горизонтальном сечении по осям труб противоположных экранов имеет следующие размеры: 15420х3860 мм, а нижняя часть 15420х8980 мм.

Объем топки составляет 1992 м ² .

Топка оборудована восемью двухпоточными пылеугольными горелками, расположенными на боковых стенах в один ярус. Для растопки котла предусмотрены мазутные форсунки паромеханического распыливания в количестве восьми штук, встроенные в пылеугольные горелки.

Максимальная суммарная производительность всех мазутных форсунок обеспечивает 35 % номинальной нагрузки котла. Давление мазута Р=0, 8 МПа, давление пара 1, 2 МПа. Регулирование давления пара перед форсунками осуществляется вентилем, расположенным перед форсункой. Для возможности регулирования расхода мазута предусмотрен регулирующий вентиль на подводе мазута к форсунке.

Для обеспечения плотности горелки приварены к экранным трубам и при тепловых расширениях перемещаются вместе с ними.

Пароотводящие трубы боковых экранов проходят внутри газохода и служат элементами подвесок боковых экранов. Все топочные блоки подвешены с помощью подвесок к потолочной раме. Вся топка расширяется вниз.

Жесткость и прочность стен топочной камеры обеспечивается поясами жесткости. Пояса жесткости состоят из швеллеров-бандажей и вынесенных из изоляции двутавровых балок. По углам двутавровые балки поясов жесткости шарнирно связаны между собой.

Котел имеет один сварной барабан с внутренним диаметром 1600 мм, с толщиной стенки 112 мм. Длина цилиндрической части барабана 19400 мм.

Средний уровень в барабане на 200 мм ниже геометрической оси барабана. Допустимые отклонения уровня воды от среднего при нормальной работе котла не должна превышать ⁺ -50 мм. Для предупреждения перепитки котла водой в барабане установлена труба аварийного слива.

Для сокращения продолжительности расхолаживания и улучшения температурного режима барабана при останове котла предусмотрено устройство парового охлаждения барабана, которое состоит из одного верхнего и двух нижних коллекторов.

При растопках два нижних распределительных коллектора используются для парового разогрева барабана от постоянного источника насыщенным паром давлением 4-16 МПа.

Для ввода в котловую воду фосфатов внутри барабана имеется перфорированная раздающая труба, пролегающая по всей длине барабана.

Для получения качественного пара в котле применена схема двухступенчатого испарения с соответствующими сепарационными устройствами.

Первой ступенью испарения (чистый отсек) являются барабан с подключенными к нему циркуляционными контурами. Сепарационные устройства первой ступени испарения расположены в барабане и представляют собой сочетание внутрибарабанных циклонов, барботажной промывки пара питательной водой и дырчатых листов.

Вся питательная вода после экономайзера поступает в питательные короба барабана, 50 % ее направляется на промывочные листы, протекает по ним и сливаются в водяной объем барабана. Остальные 50 % питательной воды из питательных коробов сливаются непосредственно в водяной объем барабана мимо дырчатых листов.

Пароводяная смесь из экранов котла, включенных в первую ступень испарения, поступает в распределительные короба, расположенные в барабане, откуда направляются во внутрибарабанные циклоны. Вода отсепарированная в циклонах, сливается в водяной объем барабана, а пар, поднимаясь вверх, проходит через слой питательной воды, текущей по промывочным листам и попадает в паровой объем барабана. Далее через дырчатый щит, который обеспечивает равномерную по длине барабана работу парового объема, пар направляется в пароперегреватель котла.

Вторая ступень испарения включает в себя два блока выносных циклонов с подключенными к ним циркуляционными контурами. К циклонам подключены правые средние блоки фронтовой и задней стенки топки.

Выносной циклон состоит из улиточного ввода и двух цилиндрических участков, пароводяная смесь подводится к улитке. В циклоне вода, отжатая к стенке, стекает вниз, а пар, поднимаясь, проходит через пароприемочный дырчатый потолок и направляется в паровой объем барабана.

Пароперегреватель котла по характеру восприятия тепла радиационно-конвективного типа. Радиационной частью пароперегревателя являются мембранные панели, закрывающие верх топки и боковые, фронтовые и задние стены нисходящих газоходов.

Полурадиационной частью пароперегревателя являются блоки ширм.

К конвективной части относятся блоки первой и третьей ступени пароперегревателя, расположенные в нисходящих газоходах справа и слева от топки.

Пароперегреватель имеет два потока. Потоки зеркальны. Схема движения пара в каждом потоке следующая: пар из барабана котла по шести трубам поступает в два входных коллектора мембранных панелей, экранирующих фронтовую и заднюю стенки нисходящих газоходов. Затем пар поступает в три входных коллектора потолочного пароперегревателя. Из выходных камер потолочного пароперегревателя пар подается в шесть входных коллекторов первой ступени пароперегревателя.

Пройдя первую ступень пароперегревателя и подвесные панели пар поступает в 12 выходных коллекторов, из которых поступает в коллектор растопочного пароперегревателя. В этом коллекторе два потока смешиваются и поступают в два коллектора, из которых пар подается в 10 средних ширм. Пройдя средние ширмы пар, подается в пароохладитель первой ступени, затем в крайние ширмы и в пароохладитель второй ступени, из которого по шести трубам направляется в выходную ступень пароперегревателя. На котле установлены две паросборные камеры.

В вынесенном опускном газоходе размещены в рассечку первая ступень водяного экономайзера и воздухоподогреватель. Газы поступают в газоход с двух сторон по двум газовым коробам.

Кубы воздухоподогревателя и блоки экономайзера первой ступени установлены друг на друге с проваром мест примыкания. Этим достигается высокая плотность по газовой и воздушной сторонам.

При тепловом расширении всех блоков опускной газоход перемещается вверх. Для обеспечения тепловых перемещений и создания газовой плотности на коробах подвода газа к опускному газоходу установлены компенсаторы.

Вторая ступень экономайзера расположена за первой ступенью пароперегревателя в нисходящих газоходах.

Экономайзеры первой и второй ступени выполнены из труб 32х4 в виде пакетов гладкотрубных змеевиков, расположенных в шахматном порядке.

Воздухоподогреватель трубчатый, выполнен по двухпоточной схеме.

На котле применена однопоточная схема питания. Сниженный узел питания состоит из основной питательной линии с регулирующим клапаном и двух байпасов с регулирующими клапанами.

2. 1 Тепловой расчет при сжигании Шубаркольского угля

Таблица 2. 1 - Исходные данные для расчета

Таблица 2. 2 - Конструктивные характеристики котла

---

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.

• Информатика
• Банковское дело
• Оценка бизнеса
• Бухгалтерское дело
• Валеология
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Религия
• Общая история
• Журналистика
• Таможенное дело
• История Казахстана
• Финансы
• Законодательство и Право, Криминалистика
• Маркетинг
• Культурология
• Медицина
• Менеджмент
• Нефть, Газ
• Искуство, музыка
• Педагогика
• Психология
• Страхование
• Налоги
• Политология
• Сертификация, стандартизация
• Социология, Демография
• Статистика
• Туризм
• Физика
• Философия
• Химия
• Делопроизводсто
• Экология, Охрана природы, Природопользование
• Экономика
• Литература
• Биология
• Мясо, молочно, вино-водочные продукты
• Земельный кадастр, Недвижимость
• Математика, Геометрия
• Государственное управление
• Архивное дело
• Полиграфия
• Горное дело
• Языковедение, Филология
• Исторические личности
• Автоматизация, Техника
• Экономическая география
• Международные отношения
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда