Netradits_Energetika_Uch_1

со сланцем, торфом, древесными отходами. (Это очень важно для возможностей использования нерегулярно поступающих древесных отходов.)

Требования к фракционному составу топлива нестоль важны: при рекомендуемом размере частиц 0…20 мм допускается наличие пусков до 30 мм и более.

Котлы с ВЦКС позволяют обеспечить:

yуровень NОх 200…350 мг/нм3 (благодаря двухстадийному подводу окислителя);

yснижение при необходимости выбросов оксидов серы путем вдувания в топку известковой присадки;

yконцентрацию твердых выбросов до 150…50 мг/нм3 (в зависимости от санитарной ступени золоуловителя и при использовании электрофильтров или рукавных тканевых фильтров).

Оптимальная область применения таких котлов от 4…5 до 120…150 МВт тепловой мощности. Затраты электроэнергии на эксплуатацию котлов с ВЦКС составляют 6…8 кВт (эл)/МВт (тепл).

Благодаря особенностям технологии КПД котлов ВЦКС выше, чем КПД серийных котлов той же мощности на 5…7 % и достигает 86 %.

Котлы ВЦКС позволяют обеспечить:

yвозможность стабильной работы по условиям горения;

yбыстрый пуск котла из холодного состояния (для котлов мощностью менее 50 МВт без обязательного применения растопочных горелок);

yвозможность снижения нагрузки со скоростью 10…15 % от потенциала в минуту;

yдиапазон изменения нагрузки 20…100 % от номинальной;

yповышение мощности серийных слоевых котлов при переводе на ВЦКС на 20…50 %;

yрасширение диапазона сжигаемых топлив в одном котлоагрегате (обеспечение «многотопливности» в одном агрегате).

Котлы водогрейные на твердом топливе:

yКВРФ-1,5 производительностью 1,5 Гкал/ч (1,75 МВт) с топкой ВЦКС;

yкотлы водогрейные мощностью 2,0…7,5 МВт (топливо: угли, торф, сланцы, древесные отходы);

171

yКВФО-3 производительностью 3 Гкал/ч (3,5 МВт);

yКВ-ТС-6,5 производительностью 6,5 Гкал/ч (7,5 МВт) с топкой ВЦКС;

yКВ-ТС-10 производительностью до 15 Гкал/ч (17,5 МВт) с топкой ВЦКС;

yКВ-ТС-20 производительностью до 30 Гкал/ч (35 МВт);

yКВ-ТС-50 производительностью до 70 Гкал/ч (81,2 МВт) (топливо: угли, торф, сланцы, древесные отходы, газ, жидкое – совместно

ипопеременно).

Выпускаются также стальные водогрейные котлы типа ПК-ВДО на твердом топливе (щепа, опилки) с механизированной загрузкой топлива мощностью 1,0…2,5 МВт, расходом топлива 514…1985 кг/ч, КПД > 82 %, температурой воды на выходе не ниже 95 °С с габарита-

ми от 5064×2400×6444 до 5064×3720×6440 мм (высота, ширина, дли-

на). Отличительные особенности котлов ВЦКС видны из рис. 3.8. Некоторые примеры котлов ВЦКС ООО «Петрокотел» (г. СанктПетербург) приведены на рис. 3.8, 3.9.

ООО «Петрокотел» уже более 10 лет успешно внедряет простую, надежную модификацию кипящего слоя – технологию высокотемпературного циркулирующего кипящего слоя ВЦКС, которая подходит

Рис. 3.8. Схема сжигания котла с ВЦКС

172

Рис. 3.9. Котел КВ-ТС-50

как для реконструкции существующих котлов на твердом топливе, так и для разработки новых котлоагрегатов. Отличительные особенности котлов ВЦКС показаны на рис. 3.8.

Применение данной технологии для изготовления новых и реконструкции существующих котлов позволяет комплексно решить основные задачи:

yповышение надежности и экономичности;

yобеспечение экологической безопасности;

yулучшение культуры обслуживания

Котлы выпускаются в варианте как паровые, так и водогрейные. При этом отдельные марки котлов могут выпускаться как в паровом (установка пароперегревателя для работы с турбиной), так и в водогрейном исполнении.

Котлы паровые с ВЦКС:

yКЕ-10 паропроизводительностью до 15 т/ч с установкой пароперегревателя для работы с турбиной (водогрейный режим до 9 Гкал/ч);

yДКВр-10 паропроизводительностью до 15 т/ч с установкой пароперегревателя для работы с турбиной (водогрейный режим до 9 Гкал/ч);

yКВДКВр-20 паропроизводительностью до 30 т/ч с установкой пароперегревателя для работы с турбиной (водогрейный режим до

18 Гкал/ч).

173

Реконструкция не требует замены тягодутьевых устройств и может быть проведена в сроки плановых ремонтов.

Реконструкция гарантирует:

yрост КПД брутто котла на 5…7 %;

yповышение производительности до 1,5 Dном;

yповышение маневренности котла в пределах 20…100 Dном;

yснижение удельного выброса NОх внутритопочными методами до уровня 250 мг/м3;

yснижение удельного выброса SO2 благодаря присадкам до

350 мг/м3;

yсущественное расширение диапазона сжигаемых топлив в одном котлоагрегате;

yснижение твердых выбросов внутритопочными методами до

200 мг/м3;

yработу топочной камеры без подсветки резервным топливом на минимальных нагрузках.

Ниже приведены основные технологические характеристики некоторых котлов разной производительности для сжигания топлив в высокотемпературном циркулирующем кипящем слое (ВЦКС) в модификациях ООО «Петрокотел».

Котлы водогрейные мощностью 2…7,5 МВт для сжигания топлив в высокотемпературном кипящем слое (ВЦКС)

yТопливо – угли, торф, сланцы, древесные отходы.

yТопка – ВЦКС.

yКПД на угле – до 85 %.

yШирина полотна – 310 мм.

yДлина по валам – 2500 мм.

yГазоплотное исполнение, легкая изоляция

yВозможна совместная или попеременная работа на газе и жидком топливе с установкой горелок на боковых стенах топки.

Котел ДКВР-20 паропроизводительностью до 30 т/ч для сжигания топлива в высокотемпературном циркулирующем кипящем слое (ВЦКС)

y Варианты: установка пароперегревателя и работа с турбиной; водогрейный режим до 18 Гкал/ч.

174

Т а б л и ц а 3.15

Основные технические данные водогрейных котлов

yПодача топлива: одним ленточным или скребковым питателем через течку на фронте котла.

yКПД котла на угле – до 86 %.

yНоминальная производительность – 20 т/ч.

yНа углях Qir ≥ 4500 ккал/кг и Ar ≤ 25 % возможно повышение производительности до 30 т/ч.

Котел КВ-ТС-50 водогрейный производительностью до 70 Гкал/ч (81,2 МВт) для сжигания топлива в высокотемпературном циркулирующем кипящем слое (ВЦКС), рис. 3.9.

yТопливо: угли, торф, сланцы, древесные отходы, газ, жидкое (совместно и попеременно).

yПодача топлива: одним ленточным или скребковым питателем через течку на фронте котла.

yКПД котла на угле – до 87 %.

yНоминальная производительность-50 Гкал/ч (58,2 МВт).

yНа углях Qir ≥ 4500 ккал/кг и Ar ≤ 25 % возможно повышение производительности до 70 Гкал/ч (81,2 МВт).

175

5.4.КОТЛЫ БИЙСКОГО КОТЕЛЬНОГО ЗАВОДА

ИНИИ ПО «БИЙСКЭНЕРГОМАШ» [21,42]

Как указывалось ранее, крупнейшим производителем котлов для промышленной энергетики, использующих разные виды твердого топлива, в том числе и биомассу, является Бийский котельный завод. Совместно с НИИ ПО «Бийскэнергомаш» им осуществляется модернизация котлов со слоевого сжигания на сжигание в кипящем слое (НКТС).

Характеристики некоторых водогрейных котлов БиКЗ с кипящим слоем показаны в табл. 3.16.

Т а б л и ц а 3.16

Характеристики водогрейного котла КЕ-25-14 Бийского котельного завода

О к о н ч а н и е т а б л. 3.16

Работы по реконструкции установленных ранее котлов с переводом на сжигание в кипящем слое позволяют: повысить производительность на 10…20 % относительно паспортной, снизить выбросы окислов азота и серы на 30…80 %, сжигать низкокачественный уголь

177

и горючие отходы (шлак, отсевы) с зольностью до 55…60 % и теплотворной способностью на уровне 1500 ккал/кг.

Реконструкция включает:

–замену топки слоевого сжигания на топку низкотемпературного кипящего слоя с водоохлаждающей воздухораспределительной решеткой;

–установку дополнительной трубной поверхности в топочном объеме;

–модернизацию переднего топочного блока;

–установку высоконапорного вентилятора;

–монтаж трехступенчатой системы возврата уноса.

Примеры конструкции котлов типа Е (КЕ) производительностью от 2,5 до 25 т/ч показаны на рис. 3.10–3.12. Паровые котлы Е (КЕ) с естественной циркуляцией, верхним и нижним барабаном с внутренним диаметром 1000 мм. Топочная камера экранирована негазоплотными панелями в зависимости от производительности котла.

Рис. 3.10. Котел паровой Е-2,5-1,4Р (КЕ-2,5-14С)

178

Рис. 3.11. Котел паровой типа Е(КЕ) производительностью 4…10 т/ч

Рис. 3.12. Котел паровой Е-25-1,4Р (КЕ-25-14С)

179

Котел Е-2,5-1,4Р комплектуется топкой типа ЗП-РПК с пневмомеханическими забрасывателями и решеткой с поворотными колосниками. Котлы от 4 до 10 т/ч оборудуются топками типа ТЛЗМ с пневмомеханическими забрасывателями и моноблочной ленточной цепной решеткой обратного хода.

Котлы оборудуются системой возврата уноса и острым дутьем. Выпадающий в конвективном пучке унос оседает в зольниках и возвращается в топочную камеру для дожигания при помощи воздушных эжекторов, по прямым трубам через заднюю стенку. Топочные устройства предназначены для сжигания каменных и бурых углей с максимальным размером куска до 50 мм и содержанием мелочи 0…6 мм не более 50 %. Допускается влажность каменного угля не более 8 %, бурого угля не более 40 %. За котельными агрегатами при сжигании каменных и бурых углей с приведенной влажностью Wпр< 8 устанавливаются водяные экономайзеры, а при сжигании бурых углей с приведенной влажностью Wпр > 8-трубчатые воздухоподогреватели.

Все котлы типа Е(КЕ) могут использоваться в качестве водогрейных (по технической документации завода).

Научно-исследовательским центром ПО «Бийскэнергомаш» были выполнены работы по выбору оптимальной схемы топки кипящего слоя, разработке и оптимизации отдельных узлов и решений по топке и котлу в целом.

Принятые решения были проверены на работающих котлах путем их реконструкции с переводом на сжигание в кипящем слое.

Заводом освоено производство котлов с НКТС для сжигания широкой гаммы низкосортных углей и твердых горючих отходов, производительностью 10 и 25 т/ч, а также комплектов реконструкции на перевод серийных котлов типа КЕ, ДКВР, КВ-ТС на сжигание в кипящем слое. (Характеристики котла КЕ-25-14Р при сжигании различных видов топлив в водогрейном режиме представлены в табл. 3.16.)

180