Котельных установках

Продолжительность самозапуска, как правило, не должна превышать следующих значений: 35 с для электростанций среднего давления, т. е. станций с поперечными связями по пару и питательной воде и турбогенераторами мощностью до НО МВт, исходя из условия предельного нагрева обмоток электродвигателей; 25 с для электростанций высокого давления с поперечными связями по пару, исходя из условия устойчивого режима работы котельных агрегатов; 20 с для блочных электростанций с турбогенераторами мощностью 160 МВт и выше по условию сохранения технологического режима блока.

В расчетах потери теплоты в окружающую среду принимаются по нормативным данным, а при испытаниях котельных агрегатов определяются из уравнения теплового баланса

1-17. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод.— М.: Энергия, 1973.

1-18. Маргулова Т. X. Тепловой расчет котельных агрегатов.— М., Госэнергоиздат, 1949.

котельных агрегатов (питатели угольной пыли, дутьевые вентиляторы, дымососы, питательные насосы, механизмы золоудаления);

Калькуляция стоимости механизации монтажа котельного оборудования электростанции мощностью 2400 Мет (восемь котельных агрегатов типа ТПП-110)

Для котельных агрегатов на газе и мазуте..............0,85

По котельному отделению при открытой установке оборудования до начала его монтажа должно быть полностью закончено сооружение следующих строительных конструкций и элементов: фундаменты котельных агрегатов и всего вспомогательного котельного оборудования, подземное хозяйство, включая черные полы на нулевой отметке, как в ячейке монтируемого котла, так и в смежной с ним ячейке, подкрановые пути монтажного крана; кроме того, должен быть смонтирован сам кран.

На блочных электростанциях КЭС предусматривают блочные щиты управления (БЩУ) и центральный щит управления (ЦЩУ). С БЩУ производятся управление электроустановками одного или двух смежных энергоблоков, включая их собственные нужды, а также управление и контроль за режимом работы котельных агрегатов и турбин.

Для энергоснабжения страны все возрастающее значение будут иметь атомные электростанции с конденсационными и теплофикационными турбинами. Атомные электрические станции отличаются от тепловых тем, что вместо котельных агрегатов в них установлены атомные реакторы. Ядерное топливо перерабатывается в атомных реакторах, в которых в результате цепной реакции деления ядер урана выделяется большое количество тепловой энергии.

В процессе эксплуатации котельных агрегатов наблюдается загрязнение отдельных его элементов и поверхностей теплообмена (как с внутренней, так и с внешней стороны); образуются повышенные присосы в элементах, работающих под разрежением. Все это увеличивает потери теплоты с уходящими газами и в конечном счете ухудшает КПД котла. Кроме того, наличие отложений на по-

неполной надстройке установка, работая при максимальной производительности паровых котлов высокого давления, не обеспечивает требуемый расход пара на турбины низкого давления. Если при этом часть пара AD из отборов предвключенной турбины отвести, то для того, чтобы надстраиваемые установки загрузить полностью, потребуется на то же значение AD увеличить производительность котлов низкого давления. При тех же потерях в конденсаторе общее количество выработанной электроэнергии при этом уменьшится. Сократится также и общее количество теплоты, переданной в котельных установках высокого и низкого давления перегретому пару, однако лишь настолько, насколько уменьшилась выработка электроэнергии. Таким образом, применение регенеративного подогрева паром, отбираемым от надстроенной части турбинной установки, приведет здесь лишь к понижению тепловой экономичности станции.

Для получения пара с необходимыми для потребителей параметрами используют специальные турбины с промежуточными отборами пара. В таких турбинах, после того как часть энергии пара израсходуется на приведение в движение турбины и параметры его понизятся, производится отбор некоторой доли пара для потребителей. Оставшаяся доля пара далее обычным способом используется в турбине и затем поступает в конденсатор. Поскольку для части пара перепад давления оказывается меньшим, несколько возрастает расход топлива на выработку электроэнергии. Так, если при перепаде давления от 9000 до 4 кПа на выработку 1 кВт-ч электроэнергии требуется 4 кг пара, то при увеличении давления отработанного пара до 120 кПа необходимое количество пара составляет 5,5 кг. Однако такое увеличение расхода пара на выработку электроэнергии на ТЭЦ и связанное с этим увеличение расхода топлива в конечном счете оказываются меньшими по сравнению с расходом топлива в случае раздельной выработки электроэнергии и выработки теплоты на небольших котельных установках.

В заключение заметим, что первичные эпергорссурсы, имеющиеся в природе, используются человеком для получения энергии только после преобразований к виду, удобному для практического применения. Характер энергетических потоков первичных энергоресурсов, таких, как нефть, уголь, газ, гидроэнергия и др., был показан па 1.1,6. Следует обратить внимание на то, что примерно 30 40% от добытых и предназначенных к полезному использованию ресурсов теряется при добыче, транспортировке и храпении. Распределение топливных ресурсов потребителям — для выработки электроэнергии, получения горячей воды и пара в котельных установках, непосредственного использования в промышленности и на транспорте происходит по довольно сложной схеме с возможной взаимозаменяемостью. Это распределение также сопровождается потерями энергии. Гидроэнергия в основном используется для выработки электроэнергии.

Для получения пара с необходимыми для потребителей параметрами используют специальные турбины с промежуточными отборами пара. В таких турбинах, после того как часть энергии пара израсходуется на приведение в движение турбины и параметры его понизятся, производится отбор некоторой доли пара для потребителей. Оставшаяся доля пара далее обычным порядком используется в турбине н затем поступает в конденсатор. Поскольку для части пара перепад давления оказывается меньшим, несколько возрастает расход топлива на выработку электроэнергии. Так, если при перепаде давления от 9000 кПа до 4 кПа на выработку 1 кВт-ч электроэнергии требуется 4 кг пара, то при увеличении давления отработанного пара до 120 кПа необходимое количество пара составляет 5,5 кг. Однако такое увеличение расхода пара на выработку электроэнергии на ТЭЦ и связанное с этим увеличение расхода топлива в конечном счете оказываются меньшими по сравнению с расходом топлива в случае раздельной выработки электроэнергии и выработки тепла па небольших котельных установках.

В крупных водотрубных котлоагрегатах оправдало себя сжигание промышленных отходов, часто в смеси с углем, например сжигание коры, бумаги и древесных отходов в котельных установках бумажной или картонной фабрики. В этих случаях необходимо уделять внимание правильному выбору кубатуры камеры сгорания и обеспечению полного сгорания летучих веществ при помощи подачи воздуха. Использование отходов в более распространенных жаротрубных котлах достигается путем их сжигания совместно с угольной пылью либо сжигания в отдельной топке, которая является частью котла-утилизатора, имеющего стандартную конструкцию.

На предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности для покрытия потребности в топливе и тепле используются как горючие, так и тепловые ВЭР. Горючие ВЭР в основном используются в качестве топлива в котельных установках промышленных ТЭЦ (котельных), а также для сжигания в промышленных печах (например, использование метано-водороднои фракции для сжигания в пиролизных печах и в котлах ТЭЦ). При современных условиях утилизации и направлениях использования доля горючих ВЭР в покрытии топливной нагрузки находится на уровне 6,5% суммарной потребности отрасли в топливе на энергетические, технологические и другие цели.

В настоящее время 16,5% общего расхода топлива отраслью покрывается за счет горючих ВЭР. Вырабатываемый за счет горючих ВЭР в котельных установках пар в балансе тепловой энергии не учитывается, так как он используется для выработки электроэнергии.

использования. Примером тому может служить опытно-промышленная утилизационная установка по использованию физического тепла шлаков печей цветной металлургии. При существующих в настоящее время технических решениях утилизации тепла отвальных шлаков затраты на утилизацию еще выше аналогичных затрат на производство тепловой энергии на замещаемых энергетических установках. Поэтому усилия направлены на разработку таких схем утилизации, которые обеспечивали бы экономические преимущества использования тепла шлака по сравнению с использованием химической энергии топлива в 'Котельных установках. Устанавливаемые типы утилизационного оборудования для утилизации различных видов тепловых ВЭР должны вырабатывать энергоносители таких параметров, чтобы их можно было использовать на покрытие расходной части энергетического баланса промышленного предприятия. В противном случае, даже при низких затратах на установку утилизационного оборудования, если для преобразованных энергоносителей отсутствуют потребители, принятая схема утилизации может оказаться экономически неэффективной. Таким образом, для обоснования экономической эффективности использования ВЭР необходимо проводить детальные расчеты, основанные на конкретных схемах утилизации и технико-экономических показателях утилизационного и замещаемого энергетического оборудования. Приведем примеры расчетов экономической эффективности использования ВЭР с преобразованием вида энергоносителя для характерных схем утилизации и типов утилизационного оборудования, применяемого в различных отраслях промышленности.

Разведочные работы. Происхождение угля значительно проще и известно гораздо лучше, чем нефти, но все-таки недостаточно точно. Более точные прогнозы необходимы для оптимального использования и удовлетворения запросов потребителей. Качественные характеристики углей приобретают особую важность по мере роста требований к их эффективности и чистоте со стороны потребителей. С одной стороны, делаются попытки использовать низкосортный уголь в усовершенствованных котельных установках или путем смешивания различных углей для создания заменителей высококачественных коксующихся углей. С другой стороны, налицо стремление, особенно в электроэнергетике США, гарантировать любой тепловой электростанции запасы угля заданного качества на весь срок ее эксплуатации; практически это требует вовлечения колоссальных резервов угля — порядка 200 млн. т на 40 лет работы станции мощностью 1 млн. кВт. За последние 50 лет обновились методы классификации углей — химические, физические и петрографические, накоплены большие объемы информации, однако зачастую они малодоступны или не удовлетворяют современным требованиям. В настоящее время Геологическая служба США пытается компьютеризовать весь доступный объем информации; другие организации — от Института электроэнергетики в Пало Альто (Калифорния) до Международного энергетического агентства в Париже и Лондоне — составляют детальное описание извлекаемых углей с учетом их количества и качества.

Широкое распространение в качестве питательных насосов в котельных установках малой мощности получили многоступенчатые секционные насосы типа ЦНГС. Температура перекачиваемой воды не должна превышать 105 °С, подпор на входе должен быть более 10 м. Основные технические характеристики насосов типа ЦНСГ приведены в табл. 5.11.

В настоящее время различают четыре схемы подачи воздуха и отвода продуктов сгорания в котельных установках: