Cambiar am de 1,12 a 1,26 conduce a una disminución de 2,5 a 1,5% para el segundo grupo de combustible. Por tanto, para aumentar la fiabilidad de la cámara de combustión, es necesario mantener un exceso de aire a la salida del horno superior a 1,2.
En la mesa. 1-3 en el rango de cambios en el estrés térmico del volumen del horno y la finura de la molienda /? 90 (Fig. 6-9, c, d), no se encontró su influencia en el valor. Tampoco fue posible revelar la influencia de la relación de las velocidades del aire secundario y la mezcla de polvo y aire en el rango estudiado de su cambio en la eficiencia de la operación del horno. Sin embargo, con una disminución en el flujo de aire a través del canal exterior (con cargas reducidas) y un aumento correspondiente en el aire a través del canal interior (a una tasa de flujo constante a través del quemador), la salida de escoria mejora. Los chorros de escoria se adelgazan y su número aumenta.
Con distribución uniforme de polvo y aire. no hay subcombustión química en la salida del horno en los quemadores y en > 1,15.
La eficiencia bruta del generador de vapor al quemar carbón (1/g "14%) ya carga nominal alcanza el 90,6%.
Resultados similares se obtuvieron en el trabajo, confirmando que el generador de vapor TPP-210A funciona de manera económica y confiable también quemando AS (1/g = 3,5%; 0pc = 22,2 MJ/kg;
Con exceso de aire en el horno a = 1.26h-1.28, finura de molienda /?9o = ----6-^8%, en el rango de carga D< = 0,7-^ 1,0£)н величина потери тепла с механическим недожогом достигает 3%. Максимальный к. п. д. брутто парогенератора при номинальной нагрузке составляет 89,5%.
El artículo presenta datos que indican que cuando se quema antracita en la cámara de combustión del generador de vapor TPP-210A, el valor de subquemado mecánico<74 в условиях эксплуатации примерно в 1,5 ниже, чем при работе котлов ТПП-110 и ТПП-210 с двухъярусным расположением вихревых горелок мощностью 35 МВт.
Los estudios realizados, así como la operación piloto a largo plazo del generador de vapor TPP-210A, mostraron que en el rango de cambios de carga de 0,65 al valor nominal, la cámara de combustión funciona de manera económica y estable, sin separación de polvo y sin violaciones de el régimen de eliminación de escorias líquidas.
La duración de la campaña (antes de la revisión) del generador de vapor con quemadores de polvo y gas sin su reparación fue de 14545 horas. Al mismo tiempo, el estado de los quemadores era satisfactorio; la quema de las troneras de ladrillo, la deformación de las tuberías de gas y las boquillas es insignificante.
Al inspeccionar la cámara de combustión durante las paradas, no se observó acumulación de escoria en el hogar ni escoriación de las paredes de la cámara de postcombustión. Todo el cinturón tachonado estaba cubierto con una película de escoria suave y brillante. Tampoco se observó la deriva de las superficies de calentamiento por convección.
Apagar uno o dos quemadores medianos no reduce la estabilidad de la ignición, no afecta el modo de eliminación de cenizas líquidas y no conduce a una violación del régimen de temperatura de LRC y TRC.
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La tecnología de arranque de las calderas de un solo paso se diferencia de que, al no tener un sistema de circulación cerrado, no hay un tambor en el que se separaría continuamente el vapor del agua y en el que se mantendría un determinado suministro de agua durante un tiempo determinado. tiempo. En estos se realiza una única circulación forzada del medio. Por lo tanto, durante el encendido (y cuando se trabaja bajo carga), es necesario garantizar un movimiento forzado continuo del medio a través de las superficies calentadas y, al mismo tiempo, retirar el medio calentado de la caldera, y debe comenzar el movimiento del agua en las tuberías. incluso antes del encendido de los quemadores.
En estas condiciones, el modo de encendido está completamente determinado por la confiabilidad, las condiciones adecuadas de temperatura del metal de las tuberías de pantallas, pantallas, sobrecalentadores y la ausencia de ajustes termohidráulicos inaceptables.
La experiencia y los cálculos han demostrado que el enfriamiento de las superficies de calentamiento durante la puesta en marcha de una caldera de un solo paso es confiable si el flujo de agua de encendido es al menos el 30% del nominal. A tal caudal, la velocidad de masa mínima del medio en las pantallas es de 450–500 kg/(m2*s) según las condiciones de confiabilidad. En este caso, la presión mínima del medio en las pantallas debe mantenerse cerca de la nominal, es decir, para calderas de 14 MPa, al nivel de 12-13 MPa, y para calderas de presión supercrítica, 24-25 MPa.
Hay dos modos básicos de encendido para las calderas de paso único: paso único y separador.
En el modo de encendido de flujo directo, el medio de trabajo se mueve a través de todas las superficies de calentamiento de la caldera, así como cuando funciona bajo carga. En el primer período de encendido, este medio se retira de la caldera a través de la ROU, y luego de la formación de vapor con los parámetros requeridos, se envía a la tubería principal de vapor o directamente a la turbina (en instalaciones de bloques).
Las siguientes figuras muestran un esquema simplificado para arrancar la caldera desde un estado "frío" en un modo de flujo directo:
Otra figura a continuación muestra el cambio en el flujo de agua de alimentación (1), la presión del vapor detrás de la caldera (2), la temperatura del medio (3), vapor fresco (4) y secundario (5), así como la temperatura del metal de las pantallas de los sobrecalentadores primario (7) y secundario (5). Como se puede observar, al inicio del encendido, cuando la presión del vapor alcanza los 4 MPa, la temperatura del medio y del metal en las mallas del sobrecalentador intermedio cae bruscamente de 400 a 300-250 °C, lo que se explica por la apertura de la ROU para descargar el medio en el sistema de drenaje, y a lo largo de todo el camino primario 23-24 MPa, las condiciones de operación de las pantallas de los sobrecalentadores primario y secundario, cuya temperatura supera los 600 °C, también se deterioran drásticamente.
Es posible evitar aumentos excesivos en la temperatura del metal de la pantalla solo aumentando el flujo de agua de encendido y, en consecuencia, aumentando la pérdida de condensado y calor en comparación con el modo de arranque del separador. Teniendo esto en cuenta, además de que el esquema de un solo paso para el arranque de la caldera desde el estado “frío” no tiene ninguna ventaja sobre el del separador, actualmente no se utiliza para la puesta en marcha.
El modo de arranque de flujo directo de la caldera desde el estado "caliente" y "no enfriado" crea el peligro de un enfriamiento brusco de las partes más calentadas de la caldera y las tuberías de vapor, así como un aumento inaceptable de la temperatura del metal del sobrecalentador en el modo de no consumo cuando los encendidos BROU y ROU están cerrados en el primer período. Todo esto dificulta el arranque desde un estado "caliente", por lo que se ha sustituido este modo por un circuito de arranque con separador.
La única área de aplicación para el modo de arranque de flujo directo fue el encendido de una caldera de doble efecto desde el estado "frío" y el arranque de la caldera de flujo directo desde la reserva caliente después de un tiempo de inactividad de hasta 1 hora.
Cuando se enciende una caldera de doble capa, ambas corazas se encienden a la vez: las calderas asimétricas (por ejemplo, TPP-110) se encienden desde la coraza, en la que no hay un sobrecalentador secundario. Los casos de calderas simétricas se funden en una secuencia arbitraria. El primer cuerpo de ambos tipos de calderas de doble capa se enciende según el modo separador. El encendido del segundo cuerpo se inicia con una pequeña carga eléctrica del bloque y se lleva a cabo de acuerdo con cualquier modo.
El encendido de la caldera después de una breve parada (hasta 1 hora) se puede realizar en un modo de flujo directo, ya que los parámetros de vapor aún conservan sus valores operativos, y los elementos y componentes individuales de la unidad de caldera no han tenido tiempo para enfriar significativamente. Se debe preferir el modo de flujo directo en este caso, ya que no requiere una capacitación especial, que sería necesaria al cambiar a un circuito separador, lo que le permite ahorrar tiempo y acelerar la puesta en marcha de la caldera. El encendido en este caso se lleva a cabo según el modo de flujo directo con la descarga de todo el medio de trabajo a través de la ROU o BRDS a través de la válvula de vapor principal (MGS) hasta que la temperatura del vapor primario y secundario exceda la temperatura de la turbina. entrada de vapor a unos 50 °C. Si la temperatura del vapor durante el apagado de la unidad ha disminuido menos de 50 °C, la temperatura del vapor después de la caldera se aumenta inmediatamente al valor nominal, después de lo cual se cambia el suministro de vapor de la ROU a la turbina. .
Con tal puesta en marcha de la caldera desde la reserva caliente, se debe tener en cuenta que durante el apagado a corto plazo de la caldera, la temperatura del medio en la entrada y salida en muchas tuberías de las pantallas se iguala y es natural la circulación del medio ocurre dentro de paneles individuales y entre paneles. Esta circulación puede ser tan estable que persiste durante algún tiempo después de que se reinician las bombas de alimentación. Como resultado, lleva algún tiempo antes de que el ambiente de trabajo comience a moverse de manera constante en la dirección correcta. Hasta que se detenga el movimiento inestable del medio, no se recomienda comenzar a encender la unidad de caldera para evitar daños en las tuberías calentadas.
En comparación con el modo de separador de paso único, el arranque de la caldera se caracteriza por una alta estabilidad, temperaturas relativamente bajas del medio de trabajo y del metal en todo el recorrido de la caldera, y permite que la turbina arranque con parámetros variables de vapor. Las pantallas del sobrecalentador intermedio de la caldera comienzan a enfriarse en la etapa inicial de la puesta en marcha y su metal no se sobrecalienta a valores inaceptables. El modo de puesta en marcha del separador se lleva a cabo utilizando un dispositivo de encendido especial, la llamada unidad de encendido, que consta de una válvula incorporada (2), un separador incorporado (7), un expansor de encendido (9) y válvulas de mariposa 5, 6, 8. El separador incorporado está diseñado para separar la humedad del vapor y es una tubería de gran sección transversal (425 × 50 mm), en la que se instala un deshumidificador de tornillo y que se enciende durante el período de encendido de la caldera entre las superficies de generación de vapor (1) y de recalentamiento (3) de la caldera a través de los dispositivos de estrangulación 5 y 6. La válvula incorporada 2 sirve para desconectar las pantallas y el sobrecalentador convectivo de las superficies de calentamiento generador de vapor y se coloca entre los dispositivos de salida de la última sección de las superficies de las pantallas y los colectores de entrada de los sobrecalentadores de las pantallas. Durante el encendido de la caldera, la válvula principal de vapor (4) permanece abierta en una planta de bloques y cerrada en una planta de cogeneración reticulada.
El expansor de encendido es una etapa intermedia entre el separador incorporado y los dispositivos para recibir el medio descargado del separador. Dado que la presión en el expansor se mantiene más baja que en el separador (generalmente alrededor de 2 MPa), el medio de trabajo se descarga a través de la válvula de estrangulación 8 y, después de estrangulación repetida, se evapora parcialmente. El vapor procedente del expansor de encendido se envía al colector de necesidades de la propia planta, desde donde puede entrar en los desaireadores y otros consumidores, y el agua se descarga en el canal de salida del agua de circulación, o en el depósito de condensados de reserva, o (en instalaciones de bloque) directamente en el condensador.
La idea de la puesta en marcha de un separador de una unidad de caldera de un solo paso es dividir el proceso de puesta en marcha en tres fases, de modo que en cada una de estas fases sucesivas, la fiabilidad de todas las superficies de calentamiento esté completamente asegurada, y en la última fase es posible arrancar el equipo de potencia de la unidad en parámetros de vapor deslizantes mientras se mantiene en las superficies generadoras de vapor una presión nominal constante.
En la primera fase de la puesta en marcha, la circulación forzada del medio de trabajo se organiza en un circuito cerrado: bomba de alimentación - caldera - unidad de encendido - receptores para el medio residual (en un condensador de turbina de instalación en bloque) - bomba de alimentación. Esto excluye la posibilidad de peligrosos ajustes termohidráulicos en las superficies generadoras de vapor y se minimiza la pérdida de condensado y calor. En esta fase de puesta en marcha, el medio de trabajo no tiene salida a las superficies de sobrecalentamiento, ya que están aisladas de las superficies generadoras de vapor por el amortiguador y la válvula de mariposa 17 incorporados, que están cerrados durante este período de puesta en marcha. y se encuentran en la denominada modalidad gratuita. A pesar de que las tuberías de estas superficies no se enfrían desde el interior con vapor en un modo sin flujo, la temperatura de su metal se mantiene dentro de límites aceptables, ya que el consumo de combustible inicial durante este período se mantiene en un nivel relativamente bajo y constante. , sin exceder el 20% del caudal nominal.
La seguridad del modo sin flujo para sobrecalentadores durante el período de arranque de la caldera fue confirmada por pruebas especiales de las calderas TPP-110 y TPP-210. Como puede verse, con consumos de combustible (gas natural) de hasta el 20% de la temperatura nominal, las paredes de los tubos extremos más calentados de las pantallas no superan la temperatura admisible de 600 °C en estado estacionario. Teniendo en cuenta que el consumo de combustible en el periodo inicial de puesta en marcha de la caldera es sensiblemente inferior al 20% (por ejemplo, cuando la caldera funciona con fuel oil, su consumo no supera el 14-15% del valor nominal ), el modo de no consumo para sobrecalentadores puede considerarse bastante aceptable en este período de encendido.
En relación con los experimentos, se observa que en ninguno de los arranques de las calderas ensayadas la temperatura de las paredes de la tubería superó los 550 °C durante toda la duración del régimen de no flujo. Esta temperatura está por debajo de la máxima admisible para el acero de baja aleación 12Kh1MF, utilizado habitualmente para la fabricación de tubos para pantallas de etapa I, y más aún para el acero austenítico 1Kh18N12T, utilizado para pantallas de etapa II en sobrecalentadores convectivos.
El apagado de los sobrecalentadores en la primera fase de puesta en marcha simplifica la maniobra y el control de la unidad de caldera, permitiendo, después de conectar las superficies de sobrecalentamiento, aumentar suavemente los parámetros de vapor y su cantidad, manteniendo la estabilidad del suministro de agua de alimentación. Se considera inicio de la segunda fase de la puesta en marcha, el momento en que comienza a liberarse vapor en el separador incorporado, el cual es dirigido a las superficies de sobrecalentamiento, abriendo paulatinamente la válvula de mariposa y aumentando paulatinamente la temperatura y la presión. del vapor. En esta fase de arranque, la caldera funciona a dos presiones: nominal - hasta la válvula de empotrar, que continúa cerrada, y "deslizante" - detrás de la válvula de mariposa en las superficies de sobrecalentamiento. Este modo es posible debido al hecho de que las superficies de sobrecalentamiento están separadas de las superficies generadoras de vapor por el espacio de vapor del separador, al igual que en las calderas de tambor. En la tercera fase de la puesta en marcha, la unidad de caldera se transfiere al modo de flujo directo. Esta transferencia debe comenzar después de que los parámetros de vapor alcancen el 80-85% de los valores nominales. Abra gradualmente la válvula incorporada, lleve los parámetros al valor nominal y apague la unidad de encendido.
Al final del encendido de la unidad de caldera en un TPP sin bloque, se conecta a la tubería de vapor principal y las reglas de conexión siguen siendo las mismas que para las calderas de tambor. El principal es la igualdad aproximada de presiones detrás de la caldera y en la tubería principal de vapor en el momento de la conexión.
En las instalaciones en bloque, el arranque de la caldera se combina con el arranque de la turbina, y la transferencia de la caldera al modo de flujo directo generalmente se realiza después de que la carga eléctrica de la unidad alcance el 60-70%. del valor nominal.
Las siguientes figuras muestran las características de arranque de una caldera de un solo paso de un TPP sin bloqueo en modo separador: 1 - presión de vapor detrás de la caldera; 2 - consumo de agua de alimentación; 3 - temperatura máxima del medio a la salida del NRC; 4 - temperatura del agua de alimentación; 5 - temperatura de sobrecalentamiento intermedio; 6 - temperatura del vapor fresco; 8, 7 - temperatura máxima del metal de las pantallas II y del sobrecalentador intermedio; 9 - temperatura de los humos en la cámara rotatoria.
Las características del encendido durante un arranque "en caliente" son las siguientes. Antes del encendido de los quemadores, la temperatura del metal de los separadores incorporados se reduce de 490 a 350-320 °C mediante la ventilación del vapor de los separadores, y la tasa de disminución en este caso no debe exceder los 4 °C/min. . Al mismo tiempo, la presión en la caldera ~~ se reduce de la nominal (25 MPa) a 10-15 MPa. 30-40 minutos después del enfriamiento de los separadores de acuerdo con el mismo programa que desde el estado "no enfriado", es decir, después de establecer el flujo mínimo de encendido del agua de alimentación, la presión frente a la válvula incorporada cerrada aumenta a 24-25 MPa, los quemadores de aceite se encienden con un flujo inicial de aceite y al mismo tiempo se abren las válvulas de alivio de 8 separadores incorporados. Después de esto, se abren gradualmente las válvulas de mariposa 5. Las demás operaciones son las mismas que cuando se arranca desde un estado "frío". Al reducir la presión en la caldera antes del encendido, se excluye la condensación de vapor en las pantallas, que por lo tanto se enfrían menos que cuando se inicia en modo de flujo directo.
La unidad de potencia con la caldera TPP-210A fue apagada de emergencia por dispositivos de protección debido a fallas en el funcionamiento de la bomba de alimentación. Cuando la válvula en la línea de fuel oil se cerró automáticamente, el suministro de combustible líquido no se cerró por completo y en el cuerpo de una caldera una pequeña cantidad de fuel oil continuó ardiendo en el horno, lo que contribuyó no solo a aumentar las distorsiones térmicas y un aumento de la circulación en los paneles LFC, pero también a la aparición de tubos fijos individuales en los codos superiores, burbujas de vapor ligeramente sobrecalentado, que ocupaban todo el tramo de los tubos e impedían el movimiento del medio de trabajo en ellos. Aunque el vapor a presión supercrítica tiene la misma densidad que el agua en el momento de su formación, un aumento en su temperatura de solo unos pocos grados conduce a una disminución de su densidad en decenas de por ciento. Con un aumento en la velocidad del agua, las burbujas de vapor deberían haber sido arrastradas por su flujo, sin embargo, las burbujas grandes podrían permanecer temporalmente, por lo que la temperatura del metal de las tuberías correspondientes debería haber aumentado considerablemente.
Después de un descanso de cinco minutos, la caldera se cambió a un modo de flujo directo y, contrariamente a las reglas, no se suministró agua de alimentación previamente, sino simultáneamente con un fuerte aumento en el suministro de combustible al horno. Pronto, se registró un aumento de temperatura de hasta 570 °C en la sección de salida sin calefacción de una de las tuberías NRCH. El intervalo entre registros automáticos de esta temperatura fue de 4 minutos, pero antes de que se volviera a registrar esta temperatura, se produjo una rotura de emergencia de la tubería, en la que había un tramo en la zona de la tronera del quemador que no estaba protegido por correas incendiarias. La caldera fue nuevamente parada de emergencia.
Otro ejemplo se relaciona con el deterioro de la separación, que ocurrió cuando las válvulas de alivio no se abrieron completamente, lo que eliminó la humedad separada del separador incorporado. Cuando se encendía la caldera de paso, estas válvulas se cerraban para reducir la temperatura del vapor vivo en caso de mal funcionamiento de los atemperadores de inyección. Este método de regulación está asociado con cambios abruptos y significativos en la temperatura del vapor y conduce a la aparición de grietas por fatiga en los cabezales del sobrecalentador cerca del separador incorporado a lo largo de la ruta del vapor.
El cierre de las válvulas 8 y la apertura 5 deben realizarse lentamente para evitar la liberación de agua en los colectores cercanos del sobrecalentador debido a una violación del movimiento estable del medio de trabajo en el separador. Además, es necesario abrir previamente los drenajes antes y después de la válvula de mariposa 5 para evitar que el condensado acumulado en las tuberías se escape de la unidad de encendido.
La apertura lenta de las válvulas de mariposa 5 conduce a un aumento en el tiempo de calentamiento de las tuberías principales de vapor y la duración del encendido de la caldera. Por supuesto, las fluctuaciones significativas en la temperatura del vapor son inaceptables, sin embargo, si la caldera se enciende solo unas pocas veces al año, no hay razón para retrasar adicionalmente las operaciones de arranque para evitar una ligera disminución en la temperatura del vapor. Pero si la caldera se enciende y se detiene con frecuencia, incluso pequeñas gotas de agua en las rejillas pueden tener consecuencias peligrosas. Por lo tanto, al encender calderas de un solo paso, es necesario observar estrictamente el programa de arranque, que regula la apertura lenta y gradual de las válvulas 5.
doctor en ciencias tecnicas SOLDADO AMERICANO. Levchenko, Ph. D. Yu.S. Novikov, Ph.D. PN Fedotov, Ph.D. L. M. Khristich, Ph.D. SOY. Kopeliovich, Ph.D. Yu.I. Shapovalov, OAO TKZ Krasny Kotelshchik
Revista "Heat Supply News", No. 12, (28), diciembre de 2002, pp. 25 - 28, www.ntsn.ru
(Basado en los materiales del informe en el seminario "Nuevas tecnologías para la combustión de combustibles sólidos: su estado actual y uso en el futuro", VTI, Moscú)
En las últimas décadas, el sector energético doméstico se ha orientado en gran medida al combustible gasóleo. En presencia de enormes depósitos de combustible sólido en el país, tal estado de cosas difícilmente puede justificarse por un largo período.
En este sentido, debe reconocerse como natural que la “pausa del gas” esté terminando y se haya producido una reorientación hacia una expansión decisiva del uso de lignito, lignito y turba.
Una serie de factores contribuyen a esto, incluyendo:
Perspectiva socialmente justificada de reactivación de la industria minera del carbón;
Disminución del ritmo de desarrollo de los yacimientos de gas y de los volúmenes de producción de gas natural;
El crecimiento de sus necesidades de exportación.
El complejo de problemas financieros y de transporte en los mercados energéticos nacionales y extranjeros complica la adopción de una estrategia sostenible a largo plazo para la política de combustibles.
En estas condiciones, OJSC TKZ no ha debilitado su atención a los problemas de combustibles sólidos durante todos los años, continuó modernizando sus calderas de carbón pulverizado, involucrando en esto a las fuerzas más autorizadas de la ciencia (NPO CKTI, VTI, ORGRES, etc.).
Los desarrollos cubrieron todos los tipos de calderas producidas por la planta durante los últimos 20-30 años. El objetivo principal de tales desarrollos de modernización es aumentar el desempeño ambiental y económico de las plantas de calderas con su máxima aproximación al nivel mundial. Esto permitió tener un volumen suficiente de desarrollos técnicos preparados para su implementación.
En estos trabajos se pueden distinguir las siguientes áreas principales, que abarcan una amplia gama de tecnologías de procesamiento y combustión de combustibles:
1. Diversas modificaciones de la combustión por etapas de combustibles sólidos;
2. Creación de instalaciones altamente económicas y respetuosas con el medio ambiente.
En estas áreas, se cubre toda la variedad de combustibles en Rusia: carbones negros y marrones de las cuencas de Kuznetsk, Kansk-Achinsk y Lejano Oriente, antracita y sus desechos, turba, combustible de agua y carbón.
Combustión por etapas de combustibles sólidos
Actualmente, las emisiones nocivas en los gases de combustión de las centrales eléctricas están reguladas por dos estándares estatales GOST 28269-89, para calderas, y GOST 50831-95, para plantas de calderas.
Los requisitos más estrictos se aplican a las emisiones de las plantas de calderas que queman carbón pulverizado. Para cumplir con estos estándares cuando se quema carbón de Kuznetsk con eliminación de cenizas sólidas, se requiere una planta de tratamiento de gas o la implementación de todos los medios de supresión de NO X conocidos.
Además, la posibilidad de reducir las emisiones de NOX a estos valores mediante medidas técnicas para los carbones de la cuenca de Kuznetsk aún no se ha verificado y requiere confirmación en calderas con medidas implementadas.
Dicha caldera TKZ, junto con Sibtechenergo, se desarrolló sobre la base de la caldera TPE-214 y se entregó a Novosibirsk CHPP-5. Esta caldera para carbón grado "G" y "D" utiliza un esquema de combustión en varias etapas: gradación horizontal y vertical en la zona de los quemadores, así como la creación de una zona de reducción encima de los quemadores utilizando gas natural como agente reductor. La aerodinámica en el horno, ensayada sobre modelo, está organizada de forma que se evite la formación de escorias en las pantallas en todos los modos de funcionamiento de la caldera. La puesta en marcha de la caldera TPE-214 en Novosibirsk CHPP-5 permitirá ganar experiencia en la máxima reducción posible de emisiones de NOX durante la combustión en cámara de carbones con alto contenido de nitrógeno en el combustible.
Para la combustión de carbones de baja reacción de Kuzbass (mezclas "T" y "SS"), se desarrolló y entregó una caldera modernizada TP-87M a la central eléctrica del distrito estatal de Kemerovo con la organización de la combustión de carbón en tres etapas en condiciones de líquido eliminación de cenizas. La caldera utiliza transporte de polvo de alta concentración de PPVC, quemadores con rendimiento reducido de NOX y quemadores especiales polvo-gas para crear una zona de reducción por encima de los quemadores principales con un uso mínimo de gas natural (3 - 5%). Para quemar carbón magro de Kuznetsk, TKZ, junto con VTI, está reconstruyendo las calderas TP-80 y TP-87, así como las calderas TPP-210A en TPP-22 de Mosenergo, que también usan PPVC y combustión de tres etapas usando gas natural. como reductor.
Para los carbones de la región del Lejano Oriente, se completó un proyecto de reconstrucción de bajo costo para la caldera TPE-215 utilizando combustión en dos etapas.
Para los carbones de la cuenca Kansko-Achinsk, la planta, junto con TsKTI y SibVTI, desarrolló y entregó a Krasnoyarsk CHPP-2 una caldera con una capacidad de vapor de 670 t/h (TPE-216), que utiliza un motor de tres etapas. esquema de combustión utilizando polvo de carbón como agente reductor, así como medidas especiales para proteger las pantallas de la formación de escorias: el suministro de una mezcla pobre en combustible a través de las boquillas de los quemadores (GFCv) desde el lado de las pantallas del horno, chorro de aire a lo largo las pantallas en la zona de reducción y asegurando que la temperatura de los gases en la zona de combustión activa no supere los 1250 °C debido al aporte adicional del 10% de gases de recirculación del aire secundario.
Las medidas tecnológicas incorporadas en el proyecto (organización de la combustión a baja temperatura y aumento del contenido de óxido de calcio en las cenizas) permiten no solo asegurar emisiones de NO X al nivel de 220-300 mg/m 3 , sino también de S0 2 emisiones no más de 400 mg/m 3 .
Para turba de alta humedad, se han desarrollado proyectos para la modernización de las calderas TP-208 y TP-170-1 con la organización de combustión en dos etapas en ellas.
La combustión por etapas del combustible en sus diversas modificaciones es un medio universal para reducir significativamente las emisiones de NOX, pero para algunos tipos de combustible con un alto contenido de nitrógeno, el uso de este método, incluso en combinación con otras medidas en el horno, puede ser insuficiente. para alcanzar los requisitos de las normas para carbones y hornos con eliminación de escoria sólida 350 mg/m 3 . En este caso, es recomendable utilizar el método de supresión de NO X con la combinación secuencial de combustión en tres etapas y reducción no catalítica selectiva de NO X (SNCR).
Creación de instalaciones altamente económicas y respetuosas con el medio ambiente
Sobre la base de muchos años de experiencia en la creación y desarrollo de calderas de vapor de centrales eléctricas para casi todos los tipos de combustibles utilizados en el sector energético, la planta ha desarrollado proyectos para centrales eléctricas de nueva generación que permitirán abrirse paso en un nivel fundamentalmente nuevo de rendimiento técnico del equipo fabricado.
Modernización de la caldera TPP-210 con la instalación de un horno de "hombro"
para quemar carbón de baja reactividad
Las dificultades conocidas para quemar cenizas y los crecientes requisitos ambientales plantean la cuestión de mejorar aún más el proceso de quemar cenizas, en particular, utilizando los llamados hornos de "hombro" con eliminación de cenizas sólidas, en los que se utiliza combustible de baja reactividad y alto contenido de cenizas. quemado sin iluminación en el rango de cargas utilizadas en la práctica, con la provisión de una empresa de trabajo a largo plazo de la caldera.
Ventajas de un horno de “hombro” con eliminación de cenizas sólidas frente a la tecnología de combustión AS en un horno con eliminación de cenizas líquidas:
Permite el uso de quemadores con bajas velocidades de la mezcla de aire, lo que aumenta el tiempo de residencia de las partículas en el área del quemador, lo que crea condiciones favorables para el calentamiento de las partículas y su ignición;
Se consigue una larga permanencia de las partículas en la zona de altas temperaturas (al menos 2 veces superior a la de un horno tradicional), lo que asegura una satisfactoria quema del combustible;
Permite introducir de la forma más cómoda el aire necesario para la combustión a medida que se desarrolla el soplete;
Significativamente menos dificultad con la eliminación de escoria;
Menos pérdidas con quemado mecánico;
Menores emisiones de óxido de nitrógeno.
Para el horno de "hombro", se utiliza un quemador de ranura con un espacio entre los chorros de aire primario y secundario, cuya principal ventaja, en comparación con uno de vórtice:
La ausencia de mezcla prematura de aire primario con aire secundario, lo que afecta favorablemente la ignición; .
Suministro de aire primario en la cantidad necesaria solo para quemar los volátiles;
Una combinación racional con el horno, que permite crear una alta tasa de circulación de gases de combustión a la raíz de la llama (en la zona de ignición).
Un horno de "hombro" hermético al gas y TVP, en cuyo corte se instala un economizador, se instalan en la caldera modernizada al eje convectivo existente.
Combustión de finos de antracita degradados en lecho fluidizado
La combustión se lleva a cabo de acuerdo con la tecnología del Instituto Politécnico de Altai, cuya idea principal es la granulación preliminar de una mezcla de tierra, combustible inicial, ceniza y piedra caliza para aproximar la composición del lecho fluidizado a un monodisperso. mezcla. OAO TKZ Krasny Kotelshchik junto con el autor de la tecnología completaron un proyecto para modernizar una de las calderas operativas TP-230 Nesvetai GRES para combustión piloto de AS granulado de calidad degradada en un lecho fluidizado.
En la actualidad, está prevista la instalación de una caldera industrial piloto D-220 t/h de lecho fluidizado circulante en Nesvetai GRES, cuyo promotor y proveedor general es OJSC Belenergomash. TKZ es coejecutor.
Planta de energía para procesos complejos, combustión en escoria fundida y aprovechamiento de residuos de carbón de baja reactividad
Fil S. A., Golyshev L. V., ingenieros, Mysak I. S., doctor en tecnología. Sci., Dovgoteles G. A., Kotelnikov I. I., Sidenko A. P., ingenieros de JSC LvovORGRES - Universidad Nacional "Politécnica de Lviv" - Trypilska TPP
Combustión de carbones de baja reactividad (Vdaf< 10%) в камерных топках котельных установок сопровождается повышенным механическим недожогом, который характеризуется двумя показателями: содержанием горючих в уносе Гун и потерей тепла от механического недожога q4.
Goon generalmente se determina por el método de laboratorio en muestras individuales de cenizas tomadas de los conductos de gas de la última superficie convectiva de la caldera utilizando instalaciones regulares de purga. La principal desventaja del método de laboratorio es el tiempo demasiado largo para obtener el resultado del Gong (más de 4 a 6 horas), que incluye el tiempo de acumulación lenta de la muestra de ceniza en la instalación de soplado y la duración del laboratorio. análisis. Por lo tanto, en una sola muestra de ceniza, todos los posibles cambios en el gong se resumen durante mucho tiempo, lo que dificulta ajustar y optimizar de manera rápida y eficiente el régimen de combustión.
De acuerdo con los datos en los modos variable y no estacionario de la caldera, el coeficiente de recolección de cenizas (grado de purificación) del ciclón de la configuración de realización cambia en el rango de 70 - 95%, lo que conduce a errores adicionales en determinando Gong.
Las desventajas de las instalaciones de cenizas volantes se superan con la introducción de sistemas continuos de medición de gong, como los analizadores de carbono en cenizas volantes.
En 2000, ocho conjuntos (dos para cada buque) de analizadores RCA-2000 estacionarios de funcionamiento continuo fabricados por Mark and Wedell (Dinamarca).
El principio de funcionamiento del analizador RCA-2000 se basa en el método de análisis de fotoabsorción en la región infrarroja del espectro.
Rango de medición 0 - 20 % de los valores absolutos de Gong, error de medición relativo en el rango de 2 - 7 % - no más de ± 5 %.
El muestreo de cenizas para el sistema de medición del analizador se realiza desde los conductos de gas frente a los precipitadores electrostáticos.
La grabación continua de gongs se llevó a cabo en el dispositivo de autorregistro de la sala de control con una frecuencia de un ciclo de medición completo después de 3 minutos.
Al quemar cenizas de composición y calidad variable, los valores absolutos reales de Gong, por regla general, superaban el 20 %. Por lo tanto, en la actualidad, los analizadores se utilizan como indicadores de cambios en los valores relativos del contenido de combustibles en el arrastre de Gv ° dentro de la escala del registrador 0 - 100%.
Para una estimación aproximada del nivel real de Gong, se ha compilado una característica de calibración del analizador, que es la relación entre los valores absolutos de Gong determinados por el método de laboratorio y los valores relativos del analizador G°Gong. En el rango de cambio de gong de 20 a 45%, la característica en forma analítica se expresa mediante la ecuación
Durante los estudios experimentales y el funcionamiento normal de la caldera, los analizadores se pueden utilizar para realizar el siguiente trabajo:
optimización del modo de combustión;
evaluar el cambio en gong durante el cambio tecnológico planificado de sistemas y unidades de la planta de calderas;
determinación de la dinámica y nivel de disminución de la eficiencia en los modos no estacionario y posterior al arranque de la caldera, así como en el caso de combustión alterna de ASH y gas natural.
Durante el período de prueba térmica de la caldera, se utilizaron analizadores para optimizar el régimen de combustión y evaluar el efecto del encendido de los equipos planificados sobre la estabilidad del proceso de combustión del carbón pulverizado.
Los experimentos se realizaron a cargas estacionarias de la caldera en el rango de 0,8-1,0 nominal y combustión de AS con las siguientes características: poder calorífico específico más bajo Qi = 23,06 - 24,05 MJ/kg (5508 - 5745 kcal/kg), ceniza contenido por peso de trabajo Ad = 17,2 - 21,8%, humedad en el peso de trabajo W = 8,4 - 11,1%; la proporción de gas natural para la iluminación de la llama de carbón pulverizado fue del 5 al 10% del calor total liberado.
Se dan los resultados y el análisis de los experimentos sobre la optimización del modo de combustión usando analizadores. Al configurar la caldera, se optimizó lo siguiente:
velocidades de salida del aire secundario variando la apertura de las compuertas periféricas en los quemadores;
velocidades de salida del aire primario cambiando la carga del ventilador de aire caliente;
proporción de encendido de la llama con gas natural seleccionando (según las condiciones para garantizar la estabilidad de la combustión) el número mínimo posible de quemadores de gas en funcionamiento.
Las principales características del proceso de optimización del modo de combustión se dan en la Tabla. uno.
Dado en la tabla. 1, los datos indican el importante papel de los analizadores en el proceso de optimización, que consiste en la medición y el registro continuos de información actual sobre el cambio en H°h, lo que hace posible la medición oportuna y
fijar claramente el modo óptimo, la finalización del proceso de estabilización y el inicio de la caldera en el modo óptimo.
Al optimizar el modo de combustión, se prestó la atención principal a encontrar el nivel más bajo posible de valores relativos de H°un. En este caso, los valores absolutos de gong fueron determinados por la característica de calibración del analizador.
Así, la efectividad del uso de analizadores para optimizar el modo de combustión de la caldera se puede estimar aproximadamente reduciendo el contenido de combustibles en el arrastre en un promedio del 4% y la pérdida de calor por subquemado mecánico en un 2%.
En los modos estacionarios de la caldera, el cambio tecnológico regular, por ejemplo, en sistemas de polvo o quemadores, interrumpe el proceso de combustión estable del carbón pulverizado.
tabla 1
Características del proceso de optimización del modo de combustión
La caldera TPP-210A está equipada con tres sistemas de polvo con molinos de tambor de bolas del tipo ShBM 370/850 (Sh-50A) y un depósito de polvo común.
Desde el sistema de polvo, el agente de secado gastado se descarga en la cámara de combustión (pre-horno) utilizando un ventilador de molino del tipo MB 100/1200 a través de boquillas de descarga especiales ubicadas sobre los quemadores principales de polvo y gas.
El prehorno de cada cuerpo de caldera recibe una descarga completa del sistema de polvo exterior correspondiente y la mitad de la descarga del sistema de polvo medio.
El agente de secado gastado es un aire polvoriento y humidificado a baja temperatura, cuyos parámetros principales se encuentran dentro de los siguientes límites:
la proporción de aire residual es del 20 al 30% del consumo total de aire del cuerpo (caldera); temperatura 120 - 130°C; la proporción de polvo de carbón fino, que no fue capturado por el ciclón del sistema de polvo, 10 - 15% de la productividad del molino;
la humedad corresponde a la cantidad de humedad liberada durante el proceso de secado del combustible de trabajo molido.
El agente de secado gastado se descarga en la zona de temperaturas máximas de llama y, por lo tanto, afecta significativamente la finalización del quemado del polvo de carbón.
Durante el funcionamiento de la caldera, el sistema de polvo medio se detiene y reinicia con mayor frecuencia, con la ayuda de la cual se mantiene el nivel requerido de polvo en el búnker industrial.
Se muestra la dinámica de los cambios en los principales indicadores del régimen de combustión del cuerpo de la caldera - el contenido de combustibles en el arrastre y la concentración másica de óxidos de nitrógeno en los gases de combustión (NO) - durante una parada planificada del sistema de polvo medio en la Fig. uno.
En las figuras anteriores y posteriores, se aceptan las siguientes condiciones al construir dependencias gráficas:
el contenido de combustibles en el arrastre corresponde a los valores de las escalas de dos ejes verticales de coordenadas: las medidas promediadas de Gong y los datos de recálculo según la característica de calibración Gong;
la concentración de masa de NO con un exceso de aire en los gases de combustión (sin reducción a NO2) se tomó de mediciones registradas continuamente del analizador de gas estacionario Mars-5 MP "Ekomak" (Kiev);
la dinámica de los cambios en H°un y NO se fija en
durante todo el período de la operación tecnológica y el modo de estabilización; el comienzo de la operación tecnológica se toma cerca de la referencia de tiempo cero.
La integridad de la combustión del combustible de carbón pulverizado se estimó por la calidad del modo de combustión (KTR), que se analizó mediante dos indicadores Gong y NO, que, por regla general, cambiaron en direcciones opuestas. 
Arroz. 1. Cambios en los indicadores del modo de combustión cuando se detiene el sistema de polvo medio
Se analizó la influencia de la parada planificada del sistema de polvo medio en los indicadores KTP (Fig. 1) en función de la secuencia de las siguientes operaciones tecnológicas:
operación 1: apagar el alimentador de carbón crudo (CFC) y detener el suministro de carbón al molino redujo la carga del tambor SBM, redujo la finura del polvo de carbón y aumentó la temperatura del aire de escape, lo que provocó un cortocircuito. mejoría a largo plazo en CTE: disminución de Hn° y aumento de NO; el proceso de emasculación adicional del ingenio contribuyó a la remoción de polvo del aire residual y al aumento del exceso de aire en el prehorno, lo que afectó negativamente el CTE;
operación 2 - apagar el SHM y reducir la ventilación del sistema de polvo primero mejoró ligeramente el CTE, y luego, con un retraso al apagar el ventilador del molino (MF), el CTE empeoró;
operación 3: detener el MW y detener la descarga del agente de secado gastado en la cámara de combustión mejoró significativamente el CTE.
Por lo tanto, en igualdad de condiciones, detener el sistema de polvo mejoró el proceso de combustión del combustible, reduciendo la subcombustión mecánica y aumentando la concentración de masa de NO.
Una violación típica de la estabilidad del sistema de polvo es sobrecargar el tambor del molino con combustible o “manchar” las bolas de molienda con material arcilloso húmedo.
La influencia de la emasculación a largo plazo del tambor de la fresa en el CTE del cuerpo de la caldera se muestra en la fig. 2.
Parada de la PSU (operación 1) por razones similares a las consideradas durante la parada del sistema de pulverización, en la primera etapa de emasculación del molino mejoró el CTE por un corto tiempo. En la emasculación posterior del ingenio hasta la inclusión de la PSU (operación 2), hubo una tendencia al deterioro de la CTE y al crecimiento de G°un.
Arroz. Fig. 2. Cambios en los indicadores del régimen de combustión durante la emasculación del tambor del último molino 
Arroz. 3. Cambios en los indicadores del modo de combustión al iniciar el último sistema de polvo y apagar los quemadores de gas.
En menor medida, la operación automática de la fuente de alimentación desestabiliza periódicamente el modo del horno, que regula la carga necesaria del molino con carbón apagando y luego encendiendo la unidad de fuente de alimentación.
La influencia del modo de arranque del sistema de polvo extremo en el KTP se muestra en la fig. 3.
Se observó la siguiente influencia de las operaciones de arranque del sistema de polvo en el modo de combustión:
operación 1 - el arranque del MW y la ventilación (calentamiento) de la trayectoria del sistema de polvo con la descarga de aire relativamente frío en el prehorno aumentó el exceso de aire en la zona de combustión y redujo la temperatura de la antorcha, lo que condujo a un deterioro en el CTE;
operación 2 - lanzamiento del SHBM y continuación de la ventilación del tramo tuvo un impacto negativo en el CTE;
operación 3 - encender la fuente de alimentación y cargar el molino con combustible con un aumento en el consumo nominal del agente de secado empeoró significativamente el CTE.
Se puede concluir que la inclusión del sistema de polvo en operación afecta negativamente el CTE, aumentando la subquema mecánica y reduciendo la concentración másica de NO.
El pre-horno del cuerpo de la caldera TPP-210A está equipado con seis quemadores de polvo y gas de paletas de caracol con una potencia térmica de 70 MW, instalados en un piso en las paredes frontal y posterior, y dos quemadores de gas-oil sobre el hogar. para garantizar una eliminación estable de la escoria líquida en todo el rango de cargas operativas de la caldera.
Durante la combustión del polvo de carbón ASH, se suministró gas natural a un caudal constante (alrededor del 5 % del calor total liberado) a los quemadores sobre el hogar y a un caudal variable a través de los quemadores principales de polvo y gas para estabilizar el proceso de combustión. de carbón pulverizado. El suministro de gas a cada quemador principal se realizó con el caudal más bajo posible, correspondiente al 1,0 - 1,5% del calor total liberado. Por tanto, el cambio de la cuota de gas natural para el encendido de las antorchas se realizaba encendiendo o apagando un determinado número de quemadores principales de gas.
El efecto del apagado de los quemadores de gas (reducción de la cuota de gas natural) sobre el CTE del cuerpo de la caldera se muestra en la fig. 3.
El apagado secuencial de primero un quemador de gas (operación 4) y luego de tres quemadores de gas (operación 5) tuvo un efecto positivo en el CTE y condujo a una reducción significativa de la subquema mecánica.
El efecto del encendido de los quemadores de gas (aumentando la cuota de gas natural) sobre el CTE se muestra en la fig. 4. El encendido secuencial de un quemador de gas (operación 1), dos quemadores (operación 2) y un quemador (operación 3) afectó negativamente el CTE y aumentó significativamente la subquema mecánica. 
Arroz. 4. Cambio en los indicadores del modo de combustión cuando se encienden los quemadores de gas
Tabla 2
Cambios en el contenido de combustibles en arrastre durante el cambio tecnológico de equipos
Equipo | Modo | ||
disminuir | incrementar |
||
Sistema de polvo medio/extremo | |||
emasculación | Emergencia | ||
alimentador crudo | |||
Quemador de gas principal | Apagar | ||
Inclusión | |||
En la tabla se resume una evaluación aproximada del impacto de la conmutación tecnológica probada de los equipos de calderas en el cambio de CTE (Kun). 2.
El análisis de los datos proporcionados muestra que la mayor disminución de la eficiencia de la planta de calderas en modos estacionarios se produce como resultado de las operaciones de arranque del sistema de polvo y con un consumo sobreestimado de gas natural para la iluminación de la llama.
Cabe señalar que la necesidad de realizar operaciones de puesta en marcha del sistema de polvo está determinada únicamente por razones tecnológicas, y el consumo sobreestimado de gas natural para el encendido de la llama, por regla general, lo establece el personal operativo para evitar posibles violaciones de la estabilidad del proceso de combustión en caso de un deterioro repentino en la calidad del AS.
El uso de analizadores RCA-2000 permite cambios continuos, oportunos
evaluar cualquier cambio en la calidad del combustible y mantener constantemente el valor de la iluminación de la llama en el nivel óptimo adecuado con el mínimo consumo necesario de gas natural, lo que ayuda a reducir el consumo de combustible gaseoso escaso y aumentar la eficiencia de la caldera.
recomendaciones
- El sistema de medición continua del contenido de combustibles en arrastre permite evaluar de manera rápida y eficiente el flujo de procesos de combustión durante la combustión de AS en la caldera TPP-210A, la cual es recomendada para uso en trabajos de puesta en marcha e investigación, como así como para el seguimiento sistemático de la eficiencia de los equipos de calderas.
- La eficiencia del uso de los analizadores RCA-2000 para optimizar el modo de combustión se estima tentativamente reduciendo los indicadores de subcombustión mecánica: el contenido de combustibles en el arrastre en un promedio del 4 % y, en consecuencia, la pérdida de calor por subcombustión mecánica en un 2 %. .
- En los modos estacionarios de la caldera, el cambio tecnológico regular de los equipos afecta la calidad del proceso de combustión. Las operaciones de arranque del sistema de polvo y el consumo sobreestimado de gas natural para encender la antorcha de carbón pulverizado reducen significativamente la eficiencia de la planta de calderas.
Bibliografía
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- Uso del analizador de contenido de combustible RCA-2000 en el arrastre y el analizador de gases Mars-5 para optimizar el modo de combustión de la caldera de carbón pulverizado TPP-210A de Tripolskaya TPP / Golyshev L. V., Kotelnikov N. I., Sidenko A. P. et al. - Tr. Instituto Politécnico de Kiev. Energía: economía, tecnología, ecología, 2001, nº 1.
- Zusin S. I. Cambio en la pérdida de calor con subcombustión mecánica según el modo de funcionamiento de la unidad de caldera. - Ingeniería de energía térmica, 1958, No. 10.
