Энергетика. ТЭС и АЭС

Всё о тепловой и атомной энергетике

Разделение конвективной шахты продольными перегородками

Этот способ является наиболее распространенным. Конструкция параллельных газоходов в ФРГ применялась еще в 50-х годах.

На четырех котлоагрегатах типа Бенсона регулирование температуры пара за промперегревателем осуществлялось путем разделения конвективной шахты по ширине на три параллельных газохода. На двух котлоагрегатах 17 МПа (175 кгс/см2) по 64 (230 т/ч) с четырехходовой компоновкой поверхности нагрева включены в подъемном газоходе третьего хода по схеме рисунка:

 Схема разделенных газоходов котлоагрегата

В боковых газоходах расположены пакеты промперегревателя, в среднем газоходе — пакеты вынесенной переходной зоны. В процессе испытаний при нагрузке котлоагрегата 74% номинальной заслонки за газоходами промперегревателей были полностью закрыты, а через 30 мин вновь открыты. При этом температура пара за промперегревателем снизилась с 505 до 460 °С, а затем вернулась к исходной. Время запаздывания при закрытии заслонок составило 1,7 мин, при открытии—1,5 мин, скорости изменения температуры пара соответственно 3,8 и 4,9 °С/мин.

На двух других котлоагрегатах 13 МПа (135 кгс/см2) по 53 кг/с (190 т/ч) с трехходовой компоновкой конвективные поверхности также включены в подъемном газоходе, но по несколько иной схеме:

 Схема разделенных газоходов котлоагрегата

В боковых газоходах расположены пакеты промперегревателя и водяного экономайзера, в среднем газоходе — переходной зоны и экономайзера. При испытаниях заслонки среднего (байпасного) газохода закрывались, а затем открывались на различные углы. Полученная при этом зависимость снижения температуры промперегрева пара от угла открытия заслонок показана на рисунке:

Зависимости температуры промперегрева от открытия клапановВремя перехода можно, вероятно, снизить кратковременным перерегулированием.

Значительно чаще на немецких котлоагрегатах применяется разделение конвективной шахты по глубине (перегородкой, параллельной фронту котла). На котлоагрегате блока 176 МВт ТЭС Вестфален разделение газохода с размещением в разделенной части лишь входной ступени промперегревателя позволяет поддерживать постоянную температуру промперегрева пара вплоть до нагрузки 25% номинальной.

На новейших котлоагрегатах мощных блоков в Германии регулирование промперегрева пара при помощи разделенных газоходов встречается сравнительно редко.

Особенно широко применяется разделение конвективных газоходов на мощных котельных агрегатах Англии, а именно почти на всех котлоагрегатах блоков мощностью 500 МВт и выше. Регулирование промежуточного перегрева пара при помощи разделенных газоходов применяют четыре крупнейшие котлостроительные фирмы Англии. Фирма «Интернейшнл Комбашн» широко применяет двухкорпусные устройства с размещением промперегревателя в одном из корпусов. На однокорпусных котлоагрегатах блоков 500 МВт ТЭС Кингснорз этой фирмы применено разделение конвективной шахты по глубине; при этом в байпас выделено примерно 20% сечения конвективной шахты с фронтовой стороны. Такая же конструкция применена фирмой «Кларк Чапмен» на газомазутных котлоагрегатах той же мощности ТЭС Фоули.

Фирма «Бабкок и Вилькокс» применила разделенные газоходы на котлоагрегатах блоков 500 МВт ТЭС Феррибридж и Ратклифф, на котлоагрегате блока 550 МВт ТЭС Торп Марш и, наконец, на самых мощных в Англии котлоагрегатах блоков 660 МВт ТЭС Драке. У этих котлоагрегатов конвективный газоход разделен по глубине пополам: в передней половине расположена входная ступень первичного перегревателя, в задней половине — входная ступень промперегревателя.

Фирма «Фостер-Уиллер» применяет своеобразную компоновку разделенных газоходов, позволяющую байпасировать весь промперегреватель, включая подвесную выходную ступень его, расположенную в горизонтальном газоходе. Эта конструкция применена на котлоагрегатах блоков мощностью 500 МВт ТЭС Абертоу и блоков мощностью 600 МВт шотландской ТЭС Лонганнет. Применение газоплотных разделительных стен мембранной конструкции позволяет выделить вход газов в байпас в рассечке горизонтального газохода.

Схема конвективных газоходов котлоагрегата ТЭС Лонганнет

Во Франции на большинстве блоков мощностью 125 МВт и выше регулирование промперегрева пара осуществляется при помощи разделенных газоходов. Этот способ применяется тремя основными котлостроительными фирмами Франции.

Фирма «Стейн-Рубэ» применяет разделение конвективной шахты (котлы блоков 125 МВт ТЭС Ансерей, Аржюзан, Страсбург, Комин) либо двухкорпусные котлоагрегаты с несимметричными корпусами (котлоагрегаты блоков 250 МВт ТЭС Вэр и Блено). При проектирование данного котлоагрегата использовались фронтальные погрузчики китай.

Фирма «Бабкок и Вилькокс» применяет разделение конвективной шахты пополам по ширине (котлоагрегаты блоков мощностью 125 МВт ТЭС Лак Артикс и Бордо Амб) и по глубине (котлоагрегат блока мощностью 600 МВт ТЭС Поршевиль).

На рисунке ниже показана схема котлоагрегата ТЭС Поршевиль производительностью 500 кг/с (1810 т/ч) с разделенными газоходами. Конвективная шахта разделена по глубине пополам; в задней половине расположена входная ступень первичного перегревателя, в передней половине — входная ступень промперегревателя, змеевики которой непосредственно, без промежуточного коллектора переходят в змеевики подвесной выходной ступени промперегревателя, расположенной в горизонтальном газоходе. Расчетные температуры газов: перед выходной ступенью промперегревателя 930 °С; перед входной ступенью (за поворотной камерой) 791 °С; за промперегревателем 512 °С.

Схема конвективных газоходов котлоагрегата 1810 т/ч ТЭС Поршевиль

Фирма «Фив-Пенхое» применяет разделение конвективных газоходов на всех своих котлоагрегатах, в том числе для котлоагрегатов блоков мощностью 125 МВт ТЭС Дюнкерк, Ришмон, Пон-сюр-Самбр, для котлоагрегатов блоков мощностью 250 МВт ТЭС Нант-Шевир, Монтро, Пон-сюр-Самбр (блок № 3), Гардан, для котлоагрегата блока мощностью 600 МВт ТЭС Кордеме.

На рисунке ниже показана схема котлоагрегата 500 кг/с (1810 т/ч) ТЭС Кордеме с разделенными газоходами:

Схема конвективных газоходов котлоагрегата 1810 т/ч ТЭС Кордеме

Конвективная шахта котлоагрегата разделена по глубине на две части. В передней части, занимающей около 60% глубины газохода, в зоне температур 770—468 °С расположена входная ступень промперегревателя, в задней части в зоне температур 700—450 °С (после потолочного экрана и разделительной стенки) — входная конвективная ступень первичного перегревателя. Выходная ступень промперегревателя расположена в горизонтальном газоходе, сразу после ширм, в зоне высоких температур — от 1084 до 965 °С. Регулирующие заслонки (шестистворчатая для промперегревателя и четырехстворчатая для первичного перегревателя) расположены перед экономайзером, т. е. в зоне температур 450—470 °С.

В США схему конвективных газоходов с разделением их продольными перегородками наиболее последовательно, на всех котлоагрегатах — барабанных и прямоточных — применяет фирма «Фостер-Уилер». Особо отмечается, что конструкция с параллельными конвективными газоходами повышает приспосабливаемое котлоагрегата к изменениям вида топлива. Схема применена, в частности, для котлоагрегата с естественной циркуляцией, работающего в блоке мощностью 500 МВт на ТЭС Хаммонд производительностью 460 кг/с (1650 т/ч) на параметры 17 МПа (175 кгс/см2) и 540/540 °С. На этом котлоагрегате экономия от ликвидации впрыска воды в промперегреватель оценивается в 200—250 тыс. долл. в год. Регулирование температуры промперегрева осуществляется с помощью жалюзийных заслонок, расположенных на выходе из параллельных газоходов. Импульсом для регулирования является температура на выходе из промперегревателя. Жалюзийные заслонки никогда полностью не закрываются, динамические характеристики удовлетворительны. На рисунке ниже показаны расходы газов через параллельные газоходы и температуры пара. Пункгирные кривые характеризуют режимы с полностью открытыми заслонками, а сплошные кривые — с регулированием промперегрева. При полной нагрузке расход газов между двумя параллельными газоходами выровнен. При снижении нагрузки жалюзийные заслонки увеличивают долю газов, проходящих через промперегреватель, однако расход этих газов при частичных нагрузках всегда остается меньше, чем при полной нагрузке.

Регулирование перегрева пара разделенными газоходами на котлоагрегате фирмы «Фостер-Уилер»

Особое значение имеет то обстоятельство, что у барабанных котлоагрегатов в процессе регулирования не только поддерживается температура пара на выходе из промперегревателя, но и снижается неконтролируемое увеличение температуры за первой ступенью первичного перегревателя. При этом уменьшается величина впрыска в первичный перегреватель.

Для прямоточных котлоагрегатов при компоновке с параллельными газоходами и регулировочными заслонками обеспечивается максимальная гибкость в эксплуатации. В большинстве случаев промперегреватель делают полностью дренируемым.

На рисунке ниже показаны типичные компоновки параллельных газоходов, применяемые фирмой «Фостер-Уилер».

Компоновка параллельных газоходов фирмы «Фостер-Уилер»

Далее показана компоновка конвективных газоходов, примененная на котлоагрегатах сверхкритического давления блоков мощностью 800 МВт ТЗС Биг Сенди и Джон Эмос, с двойным промперегревом. У этих котлоагрегатов первичный перегреватель расположен целиком в горизонтальном газоходе; один из двух параллельных конвективных газоходов занимает промперегреватель высокого давления, а другой — промперегреватель низкого давления.

Иначе была решена проблема регулирования температур пара при двойном промперегреве на первых котлоагрегатах сверхкритического давления блоков фирмы «Бабкок и Вилькокс» мощностью 500 МВт ТЭС Брид и Ф. Спорн. Конвективная шахта этих котлоаграгатов была по всей высоте разделена на три параллельных газохода, в которых были установлены соответственно: входная ступень первичного перегревателя; промперегреватель первой ступени и промперегреватель второй ступени.

В дальнейших конструкциях фирма «Бабкок и Вилькокс» не применяла башенную компоновку; двойной промперегрев был применен этой фирмой на ряде установок, но с упрощенными методами регулирования.

Читайте также:

Updated: 17.09.2014 — 12:32
Энергетика. ТЭС и АЭС © 2012 Использование материалов с сайта разрешается при наличии на него активной ссылки без тегов nofollow и noindex.
Adblock detector