ОГРАЖДЕНИЯ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

КОТЛОВ

Ниже приведены эксплуатационные показатели ог­раждений отечественных котлов средней н большой мощности по данным обследований и испытаний, произ­водившихся ОРГРЭС и ЦКТИ (НПО ЦКТИ).

Котел ТП-70, установленный на Приднепровской ГРЭС, имеет натрубную конструкцию ограждений топочной камеры. Средние зна­чения температуры ограждения и окружающего воздуха /„ даны в табл. 2-1.

Котел ПК-41, установленный на Конаковской ГРЭС, имеет щи­товое ограждение из асбестодиатомовото бетона. По замерам епе-

Температура поверхности ограждения

Участок заиера температуры

Отмет­ка. ы

'обм - °с (наружная)

*в, °С

Боковая правая стена топки

7,0 20,0 29,0

38—40 50—62 50

11 17 1S

Потолочное перекрытие над паропе­регревателем и над конвективной шахтой

-

50 46—50

31—36 23—26

Гаэоповоротная камера, боковые стены

34 28

44

40—50

25—30 30—35

Задняя стена конвективной шахты

34

30—38

20-25

Район экономайзера И ступени » » I ступени

40—58 26—50

36—50 17-22

Циалистов ЦКТИ тепловые потери и наружная температура поверх­ности ограждения составляют: 95—100-^-250 ккал/(ч-м2) при мест­ных отклонениях до 450 ккал/(ч-м2); /ос=40-г-50°С.

Котел П-50 Каширской ГРЭС с щитовым ограждением нз ша- мотобетонного слоя по замерам ЦКТИ имеет наружную температуру ограждения на некоторых участках до 75—85°С из-за недопустимо высокой температуры окружающего воздуха (60—65°С).- При этом тепловые потери составляют 250—300 ккал/(ч-м2).

Котел ТГМП-324 производительностью 1000 т/ч, установленный иа Киришской ГРЭС, имеет газоплотное ограждение нз цельносвар­ных экранов. Тепловые испытания ОРГРЭС показали, что из-за не­удачной с тепловой точки зрения конструкции ограждения (большое количество металлических штырей и креплений, проходящих сквозь изоляцию) средине тепловые потери большей части ограждения близки к предельно допустимым значениям, а в ряде случаев пре­восходят нх.

При правильно спроектированном и выполненном ограждении котла наружная температура ограждения не превышает 50°С, а тепловые потери 250 ккал/(ч*м2), в противном случае температура наружной поверхности ограждений и температура окружающего воздуха значительно превышают нормативные значения, создавай тем самым тяжелые условия эксплуатации.

Существует мнение, что основные тепловыделения в котельном помещении происходят вследствие потока теплоты через ограждаю­щие конструкции котла н недостаточной циркуляции воздуха в по­мещении. Однако анализ показывает, что суммарное тепловыделе­ние в котельной ячейке определяется и другими факторами. Основ-

Таблица 2-2

Узел котельной ячейки

Тепловыделе­ние, ккал/ч

Отношение к тешюпотерям установки, %

Изолированные элементы короба, трубопроводы и т. д. в пределах

Котла .........................................................

Ограждения котла.......................................

430000 540000

29,8 37,5

Итого по котлу....................................

Газопроводы в котельной....

Электрические машины...............................

Трубопроводы в пределах котельной ячейки.........................................................

970000

300000 100000

70000

67,3

20,8 7,0

4,9

Итого. ........

470000

32,7

Всего по установке....

1 440 000

100

Ное тепловыделение вдет от трубопроводов в пределах котла, газовоздухопроводов, от вспомогательного оборудования и т. д. Циркуляция воздуха при нормальном состоянии ограждений котлов н вспомогательного оборудования обеспечивается дутьевыми венти­ляторами в течение периода, исключающего холодное время года. Для выявления источников повышенных тепловыделений по. котлу необходимо в каждом конкретном случае иметь баланс тепловых потерь по котельной ячейке. Например, в табл. 2-2 приведены дан­ные ОРГРЭС по распределению тепловыделений для котла произво­дительностью 230 т/ч.

Из табл. 2-2 видно, что из всего количества теплопотерь уста­новки только около 67% приходится собственно на котел. Для этого котліа с параметрами р»110 кгс/см2; fnn=5I0°C; при температуре питательной воды? ПВ«2150С; при сжигании топлива АШ с «6000 ккал/кг при к. п. д тіка*«0,9 расход топлива составляет =24 500 кг/ч. Потери тепла собственно котла составляют:

«-iEiSsr-.»*

Источники тепловыделении в котельном помещении

Т. е. значение, близкое к нормативному, приведенному выше для оте­чественных котлов. При этом следует отметить, что ограждения спроектированы по старым нормам ПТЭ. Воздух, нагретый тепловым потоком, через ограждения котла (QH —970 000 ккал/ч) удаляется дутьевыми вентиляторами. Для рассмотренного котла количество воздуха, необходимое для горения, составляет F*®200 000 мэ/ч. При­няв удельную объемную теплоемкость для воздуха Се— — 0,3 ккал/(м3'°С), температуру воздуха, поступающего в котель-
uoe помещение, f* = 10°C и удаляемого £=30°С, найдем, что количество отведенной теплоты с воздухом составит:

QB = VcB (i'B - Q = 200 000-0,3 (ЗО — 10> = 1,2-106 ккал/ч.

Этот подсчет показывает, что дутьевые вентиляторы справля­ются с эвакуацией тепловыделений через ограждения котла.

Более подробные тепловые испытания были проведены ОРГРЭС иа газоплотном котле ТГМГГ-324. В табл. 2-3 дано распределение тепловых потерь через отдельные элементы ограждений. Для опре­деления qt необходимо из суммарного значения тепловых потерь, указанных в таблице, вычесть потери теплоты, ие связанные с ограждениями собственно котла. Значение тепловых потерь, отнесен­ное к потерям через ограждения котла, включая его трубопроводы, составит:

QK = 3240,5-10s — (362 4- 375)• 10' = 2,5- 10" ккал/ч.

При расходе топочного мазута примерно 75 000 кг/ч н его рабо­чей низшей теплоте сгорания <2^=9800 ккал/кг значение со­ставит:

_2503^ 45 9800.75-105 /0'

Что значительно превосходит допускаемое значение.

Анализ тепловых потерь через отдельные поверхности котла (см. табл. 2-3) показывает, что очень большие потери [до 346 ккал/(ч-м2)] происходит за счет неудовлетворительной изоляции трубопроводов. Далее следует признать неудовлетворительной изо­ляцию перекрытий над топкой [338 ккал/(м2-ч)] и конвективной частью [380 ккал/(м-ч2)]. Значительны тепловые потери через ограждения стен н поясные балки жесткости, значение которых со­ставляет 251—285 ккал/(ч-м2).

Произведем далее оценку потери теплоты в тоннах условного топлива. Расход топлива в переводе иа условное составит: 9800

В = 757Ш=114Т/Ч-

Потери теплоты в окружающую среду через ограждения котла

=0,34% и в условном топливе

114-0,34-10~2 = 0,39 т/ч.

За год при эксплуатации котла в течение 6500 ч при полной на­грузке

Щ = 0,39-6500 = 2520 т/год.

При нормативных тепловых потерях q* ^0,2% ежегодный пере­расход топлива составит:

АВ = 2520 — 2520- — - 2520 — 1480 = 1040 т/год.

0,34

Распределение тепловых потерь

Элементы котла

Наименование поверхностей

Площадь, ые

Площадь.

%

Потери теплоты,

Xltr"S

Ккал/ч

Потери

Теплоты,

%

Средний те­пловой поток, ккал/(іґ-ч)

Топочная ка­мера

Ограждение стен Перекрытие над топкой (шатер) Балки жесткости (пояса) Горелки

Короба горячего воздуха Итого

1612 425 402

600 4050 7089

22,8 6.0 5,5 8,5 57,2 100.0

406 143 115 91 356 1110

36,6 12,0

10,3 8,2 32,0 100,0

251 338 285 152 88 155

Конвективная шахта

Ограждение стен

Перекрытие над конвективной шахтой (ша­тер)

Балки жесткости (пояса)

Бункера

Итого

1075 425

220 145 1867

57,8

22.7

11.8 7,7

100,0

287 161

63.7

16.8 528,5

54,4 30,4

12.0 3,2 100,0

267 380

290 11,6 283

Прочие тепло - отдающне по­верхности

Воздухопроводы и регенеративные возду­хоподогреватели Трубопроводы в пределах котла Главные паропроводы Итого

3658

2504 1035 7197

51,0

34,8 14,2

100,0

362,0

865,0 375.0 1602,0

22,5

54,0 23,5 100,0

100

346,0 368,0 224,0

Всего по котлу

16153

-

3240,5

-

1 -

Прн цеие условного топлива около 20 руб/т годовой перерасход на эксплуатационные нужды может быть приближенно оценен в 20 ООО руб/год. Отметим, что расчеты проведены без учета амортиза­ционных отчислений на стоимость дополнительных мероприятий по повышению эффективности тепловой изоляции.

Конструкция ограждений стен котла ТГМП-324 состоит из стальной наружной обшнвкн, которая крепится при помощи штырей, проходящих через изоляцию н приваренных к экранным трубам, имеющих температуру в среднем 500°С. Эти штыри и отводят теп­лоту к наружной стальной обшивке, повышая ее температуру до 70°С [2-5]. Влияние крепежных шпилек на растечку теплоты по металлической обшивке значительно. Так, если в середине обшивоч­ного листа удельные тепловые потоки составляют 120— 150 ккал/{ч-м2). то в районе крепления они превышают 300 ккал/(ч-м2). Отсюда видно, что значения потерь теплоты во внешнюю среду через ограждения зависят от способа крепления изоляции ограждений н ее качества.

Металлические включения в ограждениях существенно повыша­ют тепловые потери, поэтому необходимо обращать внимание на их размещение н конструкцию. Проведенные исследования в этой об­ласти прн помощи моделирования и непосредственных измерений показывают, что в тех случаях, когда включения металла в виде ребер, штырей, шайб н т. д. выходят наружу изоляционного слоя, они могут увеличивать потери теплоты через ограждения на 30— 40%, а в некоторых случаях н больше.

По данным лаборатории тепловой изоляции Уральского филиа­ла ВТИ, металлические элементы включений дают примерно следу­ющее увеличение тепловых потерь через ограждения, %:

Швеллеры на трубах экрана (№ 20 через интервалы в 1 м

TOC o "1-3" h z по высоте)...................................................................................... j4f7

Штыри без шайб диаметром 12 мм с шагом'300X300 мм

Для креплений.............................................................................. 12,8

Шайбы, приваренные на штырях................................................................ 15

Металлические ребра толщиной 6=5-;-6 мм, шириной

60 мм, утопленные в изоляцию....................................................................... 6

Поясные двутавровые балки № 36 с интервалами (по вы­соте) около 3,0 м 10—1

Это увеличение тепловых потерь необходимо учитывать прн рас­четах ограждений, особенно в натрубных обмуровках. Практически можно считать, что утопленные в слой изоляции ребра дают увели­чение потерь до 6% и штыри с утопленными под покровный слой шайбами — до 20%. Более подробно влияние теплопроводных вклю­чений па тепловые потерн через ограждения в окружающую среду изложено в гл. 9 и Ю.

Из вышесказанного следует, что уменьшение тепловых потерь котлов является актуальной проблемой современной энергетики, особенно если учесть дефицит топлива.

Снижение тепловых потерь до экономически выгодных пределов должно обязательно сопровождаться обеспечением санитарно-гигие­нических условий для обслуживающего персонала.

ОГРАЖДЕНИЯ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

Исследование температурных полей составных ограждении методом конечных элементов

На ЗнО разработана программа для инженерных расчетов на ЭВМ плоских и осесимметричных стацио­нарных температурных полей для областей произволь­ной формы с использованием метода конечных элемен­тов. В разработанной программе расчетная область может …

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ СБОРНОЙ ОБМУРОВКИ ИЗ ПЛИТ АВТОКЛАВНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

В период монтажа котла ПК-41 на левой боковой стене были установлены опытные участки обмуровки из двухслойных известково-кремнеземистых плит (ИКП) (рис. 12-10). Площадь опытного участка в нижней ра­диационной части (НРЧ) в …

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ СТЕНЫ ОБМУРОВКИ НЕЭКРАНИРОВАННОГО ГАЗОХОДА

При расчете обмуровки неэкраиированных газохо­дов без холодных поверхностей температуру на внут­ренней поверхности принимают равной температуре по­ступающих горячих газов. В этом можно убедиться, составив уравнение теплового баланса для единицы по- верхиости …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.