Тепловые испытания котлоагрегата БКЗ-420-140-7 ст.№ 4 Ново-Зиминской ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго» для разработки энергетических характеристик. Опытное сжигание непроектного топлива с корректировкой режимной карты

Общие сведения:

Работа выполняется для поддержания нормативно-технической документации по топливоиспользованию (НТД по ТИ) в состоянии, соответствующем действительному состоянию оборудования и действующим нормативно-правовым документам в соответствии с требованиями:

• «Положения о нормировании расхода топлива на электростанциях» (РД 153‑34.0‑09.154‑99);
• «Методических указаний по составлению и содержанию энергетических характеристик оборудования тепловых электростанций» (РД 34.09.155‑93).

• проведение тепловых испытаний для определения фактических основных технико-экономических показателей (ТЭП) работы котла и поправок к расчету ТЭП на отклонение условий эксплуатации, включая потребление электроэнергии на собственные нужды;
• корректировка существующих энергетических характеристик котла на основе проведенных испытаний;
• разработка рекомендаций по повышению экономичности и надежности работы котлоагрегата;
• определение технической возможности сжигания Мугунского бурого угля (в чистом виде и в эксплуатационной смеси с Азейским бурым углем), выявление возможных ограничений в работе основного и вспомогательного оборудования и определение оптимальных режимов работы, экономических и экологических показателей работы котла с выдачей рекомендаций.

• сбор исходной информации и подготовительные работы:
  • подбор исходной документации;
  • ознакомление с оборудованием и схемами котла, технической документацией по эксплуатации, ремонту, реконструкции. Подбор исходных справочных и руководящих материалов;
  • осмотр котла и вспомогательного оборудования, выдача рекомендаций по устранению дефектов, выявленных при осмотрах;
  • сбор необходимой информации о составе, состоянии обследуемого оборудования и его технико-экономических показателях. Обследование штатных схем измерений;
  • составление и согласование перечня и сроков выполнения подготовительных работ.
• проведение экспериментальной части работ:
  • выполнение подготовительных работ;
  • составление и согласование технической программы испытаний;
  • предварительные измерения для проверки готовности оборудования и схемы измерений к испытаниям;
  • проведение опытов в соответствии с технической программой испытаний.
  • составление технического акта о выполненных опытах;
  • проведение расчетов и выпуск технического отчета по тепловым испытаниям;
  • корректировка нормативных характеристик котлоагрегата.

Сведения об объекте:

Котельный агрегат БКЗ-420-140-7 — котельный агрегат (ст.№ 4) Барнаульского котельного завода, однобарабанный, П-образной компоновки, с естественной циркуляцией, предназначен для сжигания Азейского бурого угля.

Номинальная производительность — 420 т/ч; давление перегретого пара на выходе из котла — 140 кгс/см²; температура перегретого пара — 560 °С; температура питательной воды — 230 °С.

С момента ввода в эксплуатацию на котлоагрегате существенных реконструкций, которые могли повлиять на характеристики, не производилось. В связи с истощением запасов месторождения Азейского бурого угля котел был переведен с проектного Азейского бурого угля на эксплуатационную смесь бурых углей с преобладанием Мугунского бурого угля.

Объем работ и основные технические решения:

В ноябре 2009 г. выполнены предварительные работы. Проведен контроль штатных средств измерений расходов, давлений, температур, их достоверность и надёжность. Выполнен сбор необходимой информации о составе, состоянии обследуемого оборудования и его заводских данных. Определен и согласован с котельным цехом перечень подготовительных работ. Согласована с подразделениями и утверждена главным инженером рабочая программа по испытаниям котлоагрегата.

В ноябре-декабре 2009 г. были проведены тепловые испытания котлоагрегата (экспериментальная часть работы) в соответствии с утвержденной рабочей программой. Длительность опытов составляла от 45 до 60 минут без учёта стабилизации режима и выбиралась в зависимости от стабильности записываемых параметров. Данные, полученные в результате испытаний, представлены в сводных ведомостях испытаний котла.

В основу расчетов положены фактические значения замеренных величин с учетом всех необходимых поправок к средним опытным значениям.

Графические зависимости режимных, технико-экономических и экологических показателей работы котла построены при оптимальных значениях коэффициентов избытка воздуха за КПП в диапазоне проверенных нагрузок котла, приведенных к истинным значениям и принятой температуре питательной воды 230 °С.

Составление энергетических характеристик котлоагрегата типа БКЗ-420-140-7 ст.№ 4.

Выполнен сбор исходных данных для составления энергетических характеристик котлоагрегата. Подбор и изучение необходимых паспортных данных, результатов проведенных испытаний и других исходных данных для составления энергетических характеристик.

Результаты испытаний:

В рабочем диапазоне нагрузок котел обеспечивает возможность стабильного несения заданной нагрузки. При работе в эксплуатационном диапазоне нагрузок температура перегретого пара находилась в интервале 550–555^оС. На минимальной нагрузке при оптимальном коэффициенте избытка воздуха и работе 3-х пылесистем не обеспечивается расчетная температура перегретого пара 560 ^оС (фактическая температура на нагрузке 210 т/ч составила порядка 530 ^оС). Воздействие на шиберы третичного воздуха для поддержания температуры перегретого пара на должном уровне видимого эффекта не имело.

Оптимальный коэффициент избытка воздуха в режимном сечении на номинальной нагрузке составляет 1,17 (3,05 % по О₂) и увеличивается до 1,54 (7,4 % по О₂) на минимальной нагрузке из-за необходимости сохранения номинальной температуры перегретого пара за котлом, приемлемых соотношений скоростей первичного и вторичного воздуха в горелках.

В рабочем диапазоне нагрузок КПД котла «брутто», приведенный к условиям эксплуатации котла (Т_пв= 230 ^оС, Т_хв= 40 ^оС, Т_взп'= 70^оС), составляет 93,07 % на номинальной нагрузке и монотонно уменьшается до 92,37 % при снижении нагрузки котла до минимальной.

Присосы воздуха в конвективную шахту на номинальной нагрузке не превышают нормативную величину (10 %) и составляют 7 %, присосы в ЗУУ и газоходы на номинальной нагрузке превышают нормативную величину (10 %) и составляют 15 %.

На номинальной нагрузке суммарный удельный расход электроэнергии на привод тягодутьевых механизмов составляет 8,2 кВт∙ч/Гкал, на пылеприготовление – 7,8 кВт∙ч/т н.т. В диапазоне нагрузок 300 – 350 т/ч осуществляется переход всех ТДМ на 2-ю скорость. В диапазоне нагрузок 210 – 330 т/ч котлоагрегат работает с тремя ММТ, на нагрузках 330 – 370 т/ч возможна работа как с 3-мя так и с 4-мя ММТ, на более высоких нагрузках работа осуществляется с 4-мя ММТ.

В проверенном диапазоне нагрузок (210–420 т/ч) максимальная температура металла змеевиков поверхностей нагрева пароперегревателя не превышала допустимых значений.

Экологические показатели работы котла не удовлетворяют нормативным требованиям во всем диапазоне нагрузок. На номинальной нагрузке в оптимальном топочном режиме концентрация оксидов азота в уходящих газах составляет порядка 780 мг/м³, что больше нормативной величины, равной 570 мг/м³. Основная причина – повышенные присосы в ЗУУ и газоходы котла.

Опытное сжигание

В рабочем диапазоне нагрузок котел обеспечивает возможность стабильного несения заданной нагрузки. При работе в эксплуатационном диапазоне нагрузок температура перегретого пара находилась в интервале 550–555^оС. На нагрузках, близких к минимальной, не обеспечивается расчетная температура перегретого пара 560 ^оС. В свою очередь, при сжигании проектного Азейского бурого угля поддержание температуры перегретого пара на уровне расчетных значений более легко реализуемо, в первую очередь за счет большей теплотворной способности самого топлива, а во вторую – за счет меньшего заноса поверхностей нагрева котла.

Шлакования топочной камеры и конвективных поверхностей нагрева, ограничивающего нагрузку котла, за время проведения испытаний отмечено не было. Никаких ограничений работы пылесистем при сжигании Мугунского бурого угля не выявлено.

В рабочем диапазоне нагрузок КПД котла «брутто», приведенный к условиям эксплуатации котла (Т_пв= 230 ^оС, Т_хв= 40 ^оС, Т_взп'= 70^оС), при сжигании Мугунского угля оказался больше по сравнению с сжиганием Азейского угля и в сопоставимых опытах составил:

• при Д_к^прив = 204 т/ч: Азейский уголь – 91,43 %; Мугунский уголь – 92,20 %;
• при Д_к^прив = 395 т/ч: Азейский уголь – 92,40 %; Мугунский уголь – 93,05 %.

Температура дымовых газов в поворотной камере во всем диапазоне нагрузок практически совпадает и различий по этому показателю между сжиганием Азейского и Мугунского углей нет.

Ограничения нагрузки по тяге и дутью при сжигании Мугунского угля отсутствуют, однако на номинальной нагрузке запаса по тяге практически нет в силу повышенных присосов в ЗУУ (электрофильтры).

Таким образом, по результатам опытного сжигания каких-либо непреодолимых ограничений, не позволяющих сжигать Мугунский уголь в котле типа БКЗ-420-140-7 ст.№ 4, не выявлено.