Конденсационных поверхностных

Выбор единичной мощности турбины 250/300 МВт основывался на возможности использования для комплектования блока освоенного в производстве основного и вспомогательного оборудования для конденсационных энергоблоков мощностью 300 МВт: котельный агрегат,

Суммарная установленная мощность конденсационных энергоблоков 150—1200 МВт к концу 1980 г. составила около- 100 млн. кВт, из которых около 55 млн. кВт составляет наиболее современное оборудование на сверхкритические параметры пара — энергоблоки мощностью 300—1200 МВт. Работа энергоблоков характеризуется более высокими технико-экономическими показателями по сравнению' с остальными конденсационными электростанциями, и при доле установленной мощности на конец 1980 т. около 50% выработка электроэнергии энергоблоками -в 1980 г. составила 58,5%.

VIII.3. РАБОТА КОНДЕНСАЦИОННЫХ ЭНЕРГОБЛОКОВ ПРИ СКОЛЬЗЯЩЕМ ДАВЛЕНИИ

КОНДЕНСАЦИОННЫХ ЭНЕРГОБЛОКОВ

Регулирование теплофикационных турбин при скользящем давлении. Ниже рассмотрена задача синтеза реализующих КР систем автоматического регулирования применительно к связанным схемам регулирования теплофикационных турбин [7]. Схемы регулирования теплофикационных турбо-установок при СД могут быть построены на базе тех же принципов, что и для конденсационных энергоблоков (см. п. IX.4). Рассмотрение ограничим двумя классами схем с первичным управлением турбиной.

---------- для конденсационных энергоблоков 149

IX.3. Регулирование конденсационных энергоблоков при постоянном начальном давлении плра IX.4. Особенности регулирования энергоблоков при скользящем начальном давлении пара . . . IX.5. Пути совершенствования систем автоматического регулирования паровых турбин .....

105. Типовой алгоритм расчета технико-экономических показателей конденсационных энергоблоков мощностью 300,500,800 и 1200 МВт. М.: ПО Союзтехэнерго, 1978.

Широкое применение получает реконструкция конденсационных энергоблоков в теплофикационные путем организации регулируемых отопительных отборов. В качестве примера можно привести реконструкцию энергоблока К-160 первой очереди Приднепровской ГРЭС в ТЭЦ для теплоснабжения г. Днепропетровска. Такая реконструкция позволяет ликвидировать сотни мелких котельных, снизить загазованность города и сэкономить топливо за счет выработки электроэнергии на тепловом потреблении. При организации регулируемого отбора из-за стесненной компоновки не удается получить предельный отбор при минимальном пропуске пара в ЦНД. В результате теплофикационный режим осуществляется при значительном конденсационном потоке пара. Пиковая отопительная нагрузка частично покрывается паром после промежуточного перегрева и частично за счет пиковых котельных в городе.

На рис. 11.1 и 11.2 показаны примеры ПТС серийных советских конденсационных энергоблоков.

В настоящее время применяются «Типовой алгоритм расчета ТЭП для мощных конденсационных энергоблоков» и «Типовой алгоритм расчета ТЭП мощных отопительных ТЭЦ».

Особенностью и одновременно главным преимуществом контактных экономайзеров и котлов, равно как и конденсационных поверхностных теплообменников, являются возможности конденсации содержащихся в продуктах сгорания водяных паров и использования выделяющейся при этом теплоты для нагрева воды. Поэтому эффективность применения контактного нагрева воды дымовыми газами при прочих равных условиях возрастает с увеличением их начального влагосодержания.

венно увеличивается «цена» каждого градуса охлаждения дымовых газов, причем она тем больше, чем выше влагосодержа-ние газов. Это отчетливо видно при анализе зависимости влаго-содержания продуктов сгорания природного газа при их 100 %-ной относительной влажности от температуры уходящих газов (рис. 1-7), а также зависимости потери теплоты с уходящими газами от температуры и относительной влажности газов ф (рис. 1-8). Особенно четко цена глубокого охлаждения газов видна из характера зависимости потери теплоты с уходящими газами от их температуры в конденсационных поверхностных и контактных теплообменниках при противотоке и прямотоке газов и воды, а также при расчете баланса теплоты по высшей теплоте сгорания газа (рис. 1-9). Если для повышения к.и.т. в котле на 1 % в установках без конденсации паров требуется охладить дымовые газы на 15—20 °С (рис. 1-1), то в зоне конденсации паров из дымовых газов для снижения потери теплоты с уходящими газами и соответственно повышения к.и.т. на

Помимо обычных мер защиты от коррозии — применения коррозионно стойких материалов или покрытий при установке конденсационных поверхностных и контактно-поверхностных экономайзеров в паровых котельных — проблема антикоррозионной защиты, в принципе, может быть частично или полностью решена с помощью подачи в эти теплообменники продувочной воды котлов после ее использования в расширителе и теплообменнике. Этот метод известен, он описан в работах [103, 104]. Для определения эффективности такого метода снижения или устранения кислотной коррозии автором выполнены расчеты исходя из рекомендаций [105, 46] о максимально приемлемом проценте продувки (10%). Приведенные ниже расчеты выполнены для паропроизводительности котла 1 т/ч. Соответствующий расход газа составляет 80 м3/ч, что при коэффициенте избытка воздуха в газах 1,25 соответствует количеству дымовых газов 1040 м3/ч, влагосодержанию их 120 г/кг сухих газов и количеству сухих газов 1150 кг/ч. В связи с наличием байпасного газохода, пропускающего даже при закрытой заслонке не менее 15% газов, количество газов, поступающих в теплообменник,

Метод нейтрализации кислотной реакции конденсата может оказаться весьма эффективным и полезным при установке в паровых котельных, работающих на газе, конденсационных поверхностных и контактно-поверхностных теплоутилизаторов. Использование продувочной воды с целью нейтрализации конденсата одновременно может оказаться полезным и с теплотехнической точки зрения, поскольку способствует повышению коэффициента теплообмена в конденсационной части теплообменника, точки росы и температуры мокрого термометра, что в конденсационных поверхностных теплообменниках позволит, кроме того, повысить температуру подогреваемой воды в конденсационной зоне.

Успехи в развитии компактных теплообменников привели к созданию сребренных трубчатых конструкций, площадь поверхности теплообмена которых, как и в контактных теплообменниках, составляет на 1 м3 объема аппарата сотни квадратных метров. С другой стороны, коэффициент теплообмена (от Дымовы* газов к поверхности нагрева при глубоком охлаждении их ниже точки росы, сопровождающемся конденсацией из них водяных паров) также существенно выше коэффициентов конвективной теплоотдачи и соизмерим с коэффициентами теплообмена в контактных аппаратах. Вот почему в последние 10— 15 лет все возрастает применение конденсационных поверхностных отопительных водогрейных котлов, а также конденсационных поверхностных экономайзеров, являющихся приставками к существующим и изготавливаемым традиционным поверхностным водогрейным -котлам и служащих I ступенью нагрева обратной воды системы теплоснабжения. Разумеется, в первую очередь речь идет о газовых котлах, хотя в зарубежной практике встречаются конденсационные поверхностные котлы теп-лопроизводительностью до 50—100 Мкал/ч, работающие и на жидком топливе. Судя по предварительным оценкам, поверхностные конденсационные теплообменники могут оказаться вполне конкурентоспособны с контактными и тем более с контактно-поверхностным теплообменниками.

Для того чтобы добиться компактности конденсационных поверхностных котлш и экономайзеров, их поверхности имеют высокий коэффициент оребрения, что позволяет охлаждать дымовые газы ниже точки росы. Поскольку и котлы, и экономайзеры обычно подогревают воду из системы отопления, то даже при работе этих установок на низкотемпературную систему степень конденсации водяных паров из дымовых газов не превышает 0,4—0,6. Все конструкции зарубежных водогрейных конденсационных котлов (независимо от страны-изготовителя) отвечают требованиям, изложенным в директивном документе DIN 4702, разработанном в ФРГ. Помимо этого в Бельгии, Канаде, Франции, США, Великобритании, Голландии, Австралии

В СССР конденсационные котлы в настоящее время не применяются. Положительный опыт внедрения конденсационных поверхностных экономайзеров получен Сантехпроектом (г. Горький), по проекту которого за котлом ДЕ-10 установлен тепло-утилизатор, изготовленный Костромским калориферным заводом на базе калорифера КСк. Площадь поверхности нагрева теплоутилизатора 90 м2, он установлен между чугунным экономайзером и дымососом котла. В конденсационном поверхностном экономайзере используется 70 % дымовых газов котла, 30 % газов пропускается через байпасный газоход [197]. В качестве теплообменной поверхности в экономайзере применены биметаллические сребренные трубы, состоящие из стальных опорных труб, поверхность которых покрыта слоем алюминия и спиральными алюминиевыми ребрами.

Тепловая нагрузка отопительного котла и температура пря-/ мой и обратной воды в отопительных системах индивидуальных домов полностью определяются температурой наружного воздуха. Поэтому в конденсационных поверхностных котлах, отапливающих индивидуальные дома, к. п. д. в гораздо большей степени, чем -в традиционных поверхностных котлах, зависит от

Результаты двух испытаний конденсационных поверхностных отопительных котлов различных типов, проведенных в Швейцарии в 1982—1983 гг.

Выше уже рассматривался вопрос о большом влиянии коэффициента избытка воздуха а на эффективность конденсационных контактных теплообменников. Для работы конденсационных поверхностных теплообменников этот коэффициент имеет решающее значение, особенно если они работают на систему отопления. Дело в том, что значение а определяет точку росы, поскольку от соотношения последней и температуры обратной воды отопительной системы зависит возможность конденсации водяных паров из дымовых газов. С учетом этого важного фактора поверхностные отопительные котлы конденсационного типа должны быть снабжены системой автоматического регулирования подачи дутьевого воздуха в горелки, чтобы обеспечить полное сгорание при минимальных значениях а (1,0— -т-1,05).

Следует подчеркнуть, что широкое распространение конденсационных поверхностных котлов и конденсационных блоков-приставок (экономайзеров) к традиционным котлам объясняется соображениями не только энергосбережения, но и экологическими, поскольку определенное количество вредных оксидов углерода, азота и серы (если она содержится в топливе) растворяется в конденсате. Именно благодаря этому и снижается рН конденсата. Таким образом, в конденсационных поверхностных аппаратах наряду со снижением удельного расхода топлива уменьшаются и вредные выбросы в атмосферу, правда, добавляется проблема нейтрализации конденсата перед его сбросом в канализацию, за исключением котлов теплопроизводитель-ностью менее 0,045 Гкал/ч. Снижение вредных выбросов в поверхностных конденсационных котлах в определенной степени достигается также и за счет уменьшения расхода топлива, а не только за счет растворения газов в конденсатной пленке. В тех случаях, когда концентрация вредных выбросов в конденсационных котлах превышает нормативную, требуется установка устройств для мокрой очистки газов типа скрубберной, поскольку для более полного улавливания вредных выбросов необходима, как и для тепло- и массообмена, большая поверхность контакта и другие условия орошения, аналогичные тем, которые достигаются в контактных экономайзерах и котлах. Отсюда нетрудно сделать вывод о том, что, во всяком случае с точки зрения экологической, последние имеют несомненные преимущества перед конденсационными поверхностными теплообменниками и котлами.