CC BY
30Эффективность реконструкции котла типа ТГМ-84 для обеспечения безкоррозионного режима работы воздухоподогревателей
Бакиров Фёдор Гайфуллович,
д.т.н., заведующий кафедрой АТиТ Уфимского Государственного Авиационного Технического Университета, [email protected]
Ибрагимов Евгений Самимович,
к.т.н., доцент кафедры АТиТ Уфимского Государственного Авиационного Технического Университета, [email protected]
Рассмотрена реконструкция газовоздушного тракта энергетического котла типа ТГМ-84 путём монтажа нового газо-воздуш-ного теплообменника для утилизации тепловой энергии дымовых газов до минимально допустимого уровня температуры для обеспечения безопасной эксплуатации дымовых труб электростанции. Выявлено, что использование утилизируемой тепловой энергии дымовых газов для увеличения температуры воздуха, направляемого в регенеративный подогреватель котла, позволяет обеспечить практически безкоррозионный режим работы его набивки. При этом, за счёт уменьшения потерь с дымовыми газами реконструированного котла повышается эффективность топливоиспользования, что позволяет экономить 2297 тонн условного топлива при исследованном среднегодовом режиме работы. Монтаж новых теплообменников и их обвязки приводит к увеличению аэродинамического сопротивления воздушного и газового трактов котлов и увеличению затрат на собственные нужды котла. Поэтому, на планируемом к реконструкции котле должен быть запас по напору существующих тягодутьевых устройств. Повышение температуры воздуха перед воздухоподогревателями до уровня, обеспечивающего безкоррозионный режим позволяет существенно уменьшить затраты на ремонт набивки воздухоподогревателей. Выявлено, что при работе котла на высокосернистом мазуте простой срок окупаемости рассматриваемого технического решения составит 6,7 лет.
Ключевые слова: утилизация тепловой энергии дымовых газов, повышение эффективности топливоиспользования электростанции.
Введение
В соответствии с Постановлением Правительства РФ от 28.03.2019 г. №335 одной из целей государственной программы Российской Федерации "Развитие энергетики" является надежное, качественное и экономически обоснованное обеспечение потребностей внутреннего рынка в энергоносителях, энергии и сырье на принципах энергосбережения и энергоэффективности [1]. Одним из возможных мероприятий по повышению энергоэффективности является уменьшение тепловых потерь от основного оборудования электростанций. Например, уменьшение потерь тепловой энергии с уходящими газами котлов.
Актуальность темы исследования
Одним из значительных факторов снижения эффективности работы котельного оборудования является ухудшение технического состояния их регенеративных воздухоподогревателей (РВП). Как правило, это связано с загрязнением набивки РВП и её коррозионными повреждениями. Коррозионные повреждения набивки РВП имеют особенно интенсивный характер при сжигании высокосернистых мазутов, которые обычно применяют в качестве топлива на электрических станциях. Для уменьшения скорости коррозионных процессов в набивке РВП в соответствии с требованиями нормативной документации [2] повышается температура воздуха на входе в РВП. Но повышение температуры воздуха приводит к увеличению температуры уходящих газов котла и повышению потерь тепловой энергии топлива. Поэтому, величина повышения температуры воздуха не превышает 700С для любых концентраций серы в мазуте и типов воздухоподогревателей. Но данное значение температуры не обеспечивает безкоррозионного режима работы воздухоподогревателя, хотя и снижает скорость коррозионных повреждений. В результате, из-за коррозионных повреждений набивки РВП её приходиться периодически заменять. Из опыта фактической работы котлов на мазутном топливе известно, что при работе на высокосернистом мазуте или смеси топлив со значительной долей мазута срок службы последних поверхностей нагрева РВП составляет 8 14 тысяч часов [3]. Поэтому, представляет практический интерес выполнить анализ эффективности технического решения по утилизации тепловой энергии дымовых газов котлов для увеличения температуры воздуха на входе в воздухоподогреватель до такого уровня, при котором будет обеспечиваться практически полное отсутствие коррозионных повреждений набивки воздухоподогревателя котла. При этом, за счёт утилизации тепловой энергии уходящих дымовых газов, произойдёт уменьшение тепловых потерь котла, что позволит повысить эффективность его работы.
Обзор литературы
X X
о
го А с.
X
го т
о
м о м о
о см о см
о ш т
X
3
<
т О X X
Существуют различные технические решения, обеспечивающие утилизацию тепловой энергии дымовых газов [4 10]. Но рассмотренные технические решения не были направлены на использование тепловой энергии уходящих дымовых газов для повышения срока службы воздухоподогревателей котлов. В работе [11] авторы провели расчёт экономического эффекта от технического решения по утилизации тепловой энергии дымовых газов для повышения температуры воздуха перед РВП для котла ПК-41. Но рассмотренное авторами техническое решение было предназначено для устранения коррозионных повреждений набивки РВП из-за конденсации водяных паров при сжигании газового топлива в период низких температур наружного воздуха. Воздух перед РВП нагревался только до температуры 550С, что не соответствует уровню, обеспечивающего безкорро-зионный режим работы при сжигании на котлах высокосернистого мазута.
Научная новизна
Представляет практический интерес выполнить анализ эффективности инвестиционного проекта по монтажу в существующем газоходе котла дополнительного теплообменника и его обвязки дополнительными воздуховодами, обеспечивающего:
- охлаждение дымовых газов до минимально возможной температуры, обеспечивающей безопасную эксплуатацию дымовых труб электростанции, составляю-щей1000С [12];
- повышение температуры воздуха перед РВП до уровня, обеспечивающего безкоррозионный режим работы его набивки при сжигании высокосернистого мазута (определяемая в соответствии с данными, приведёнными в [3]) за счёт утилизируемой тепловой энергии дымовых газов;
- аэродинамические сопротивления вновь монтируемых теплообменника и воздуховодов, обеспечивающих отсутствие необходимости замены существующих тяго-дутьевых устройств котла;
- приемлемый для потенциального инвестора срок окупаемости разработанного технического решения.
Теоретическая часть
Рис. 1. Существующий газоход котла после одного из его дымососов. Звездочкой показано планируемое место монтажа теплообменника.
В работе рассмотрено техническое решение по реконструкции котла типа ТГМ-84 установленного на Уфимской ТЭЦ-4. На рис. 1 приведена фотография одного из двух газоходов котла. От каждого дымососа дымовые газы по своему газоходу направляются в общий
газоход к дымовой трубе. Дополнительные теплообменники планировалось установить после каждого из дымососов котла в существующие газоходы на их горизонтальных участках. Всего котёл оснащён двумя дымососами, соответственно планировался монтаж двух дополнительных теплообменниками.
Охлаждающей средой дополнительных теплообменников является воздух, направляемый в горелочные устройства котла. Подача воздуха обеспечивается при помощи дутьевых вентиляторов, всего котёл оснащён двумя дутьевыми вентиляторами со своими воздуховодами. В существующей конструкции котла воздух после каждого из двух дутьевых вентиляторов направляется по индивидуальным воздуховодам в один из двух РВП, где производится его нагрев за счёт теплосъёма от дымовых газов. Каждый дымосос и дутьевой вентилятор подключён к одному из РВП. Планировалось выполнить реконструкцию воздушного тракта, при которой воздух после каждого из дутьевых вентиляторов по вновь построенным воздуховодам сначала направляется в один из вновь монтируемых теплообменников в газоходе после соответствующего дымососа. Дымовые газы охлаждаются до температуры около 100 0С за счёт нагрева воздуха. Затем, нагретый воздух после теплообменников направляется в соответствующий РВП, к которому подключён дутьевой вентилятор. Температура нагретого воздуха перед РВП должна быть достаточной для обеспечения отсутствия коррозионных повреждений набивки РВП. Положительный эффект от реконструкции складывается из уменьшения расхода топлива на котёл благодаря повышению его КПД и уменьшения затрат на замену набивки за счёт увеличений ресурса её работы. Отрицательным фактором является увеличение затрат электроэнергии на собственные нужды из-за роста аэродинамических сопротивлений воздушного и газового тракта котла. Расчёт экономического эффекта выполнен для среднегодового режима работы котла. Расчёт экономии топлива из-за повышения КПД котла за счёт уменьшения потерь с уходящими газами выполнен в соответствии с [13]. Расчёт процессов теплообмена в теплообменнике выполнен в соответствии с [14]. Расчёт аэродинамических сопротивлений выполнен [15]. Расчёт показателей работы котла и электростанции после проведённой реконструкции выполнен в соответствии с нормативными характеристиками котла и действующей в энергетике документации [13].
В результате нагрева воздуха во вновь установленном теплообменнике происходит повышение температуры воздуха на входе в РВП, что приводит к изменению процессов теплообмена в поверхностях нагрева котла и увеличению температуры уходящих газов на выходе из последней поверхности нагрева котла. Таким образом, температура уходящих газов перед вновь установленными теплообменниками становится больше, чем была фактическая температура уходящих газов из котла после последней поверхности нагрева до проведения реконструкции. Расчёт размеров вновь установленных теплообменников проведён для обеспечения уменьшения ими температуры уходящих дымовых газов при среднегодовом режиме работы до 1020С. Расчётные размеры каждого из трубчатых теплообменников составили: высота 4671 мм, длина 5070 мм (длина трубки), ширина 2195 мм. Воздух проходит по трубкам, дымовые газы омывают трубный пучок снаружи. Шаг поперёк потока дымовых газов 69 мм, вдоль потока дымовых газов
50 мм. Наружный диаметр трубок 45 мм, внутренний трубок 42,6 мм. Количество рядов трубок поперёк потока дымовых газов составляет 68 штук, вдоль потока дымовых газов составляет 43 ряда. Для предупреждения коррозионных повреждений применяются стальные оцинкованные трубки. Компоновка трубного пучка коридорная для обеспечения возможности эффективной очистки трубного пучка при сжигании мазута.
Результаты расчёта температур дымовых газов и воздуха на входе и выходе из вновь установленных теплообменников (ТО) и РВП до и после проведённой реконструкции приведены в табл. 1. Расчёты проведены для номинальной нагрузки котла 420т/ч, среднегодовой нагрузки 287 т/ч и минимальной нагрузки котла 210 т/ч при фактической среднегодовой температуре холодного воздуха 270С.
Таблица 1
Температуры дымовых газов и воздуха на входе и выходе
До или Показатель Номиналь- Среднегодо- Минималь-
после ная нагрузка вая нагрузка ная нагрузка
рекон-
струк-
ции
До ре- Температура 27 27 27
кон- воздуха пе-
струк- ред РВП
ции Температура дымовых газов уходящих в дымовую трубу после РВП 146,6 132 126
После Температура 102,04 98 97
рекон- воздуха по-
струкции сле ТО перед РВП
Температура 27 27 27
воздуха перед ТО
Температура 184,02 166,5 158,5
дымовых га-
зов после
РВП перед
вновь уста-
новленными
ТО
Температура 119 102 97
дымовых га-
зов уходящих
в дымовую трубу после
вновь уста-
новленных
ТО
воздуха. Таким образом, при избытках воздуха, соответствующих нормативным значениям, увеличение температуры воздуха перед РВП свыше 93 градусов приводит к практически полному отсутствию коррозионных повреждений набивки РВП. В соответствии с результатами расчётов приведённых в таблице 1, установка новых теплообменников, обеспечивающих нагрев воздуха при любой нагрузке котла до температур 97 1020С, что обеспечивает практически полное отсутствие коррозионных процессов набивки РВП при работе котла с избытками воздуха и температурой уходящих газов, соответствующих [2].
Влияние температуры воздуха на скорость коррозионных процессов в воздухоподогревателях котлов была экспериментально выявлена специалистами ОРГРЭС [3] На рисунке 2 приведена зависимость скорости коррозии К, г/(м2 ч) от температуры воздуха на входе в РВП ^ вп , 0С [3].
Кривая К2 соответствует режиму работы котлов с избытками воздуха, соответствующими требованиям нормативной документации [2]. Кривая К1 показывает влияние на скорость коррозии отклонение режима работы котла от нормативного в сторону увеличения избытков
Рис. 2. Зависимость скорости коррозии набивки РВП от температуры воздуха перед воздухоподогревателем.
Так как вновь монтируемые теплообменники устанавливаются на достаточно большом расстоянии от дутьевых вентиляторов котла и РВП, то длины вновь монтируемых воздуховодов оказались значительными. Общая длина планируемых к монтажу воздуховодов составила около 140 метров. Для уменьшения их аэродинамического сопротивления сечение воздуховодов было принято равным 2195 Х 2300 мм.
Теплообменники, дутьевые вентиляторы и РВП находятся на разной высоте, что усложняет трассировку воздуховодов. Появляются местные сопротивления, связанные с изменением направления движения воздуха, которые существенно увеличивают общее аэродинамическое сопротивление воздуховодов. Сопротивления вновь монтируемых элементов газоходов каждого из дымососов котлов после реконструкции составили суммарно 30,2 мм в ст при среднегодовой нагрузке и 60,9 мм в ст при номинальной нагрузке котла. Из них сопротивление трубного пучка каждого из вновь монтируемых теплообменников составило 27,6 мм в ст при среднегодовой нагрузке и 58,6 мм в ст при номинальной нагрузке. Сопротивления вновь монтируемых элементов воздуховода каждого из дутьевых вентиляторов котла после реконструкции составили суммарно 125 мм в ст при среднегодовой нагрузке и 205,4 мм в ст при номинальной нагрузке котла. Из них сопротивление трубного пучка каждого из вновь монтируемых теплообменников составило 34,9 мм в ст при среднегодовой нагрузке и 56,2 мм в ст при номинальной нагрузке. Доля отдельных элементов в увеличении общего аэродинамического сопротивления воздушного тракта котла при номинальной нагрузке составила: трубной системы вновь установленного теплообменника 32,4 %, местных
X X
о
го А с.
X
го т
о
ю
2 О
м о
о см
0 см
01
о ш т
X
3
<
т О X X
сопротивлений воздуховодов 63,7%, прямых участков воздуховодов 3,9 %.
Таким образом, более половины увеличения сопротивления воздушного тракта приходиться на сопротивления, связанные с изменением направления движения воздуха. Поэтому, увеличение сопротивления воздушного тракта главным образом связано не с длиной воздуховодов и даже не с сопротивлением трубного пучка теплообменника, а радиусами колен воздуховодов. Необходимо отметить, что в связи с ограниченным пространством для размещения колен воздуховода на опускном участке от отметки размещения воздуховода после теплообменника (отметка оси 4400 мм) до отметки размещения существующего воздуховода к РВП (отметка оси 2400 мм) радиус двух колен для изменения высоты воздуховода был выбран равным 1000 мм. В результате сопротивление этих двух колен составило 68 % (63,6 мм в ст из 93,1 мм в ст) от суммарного сопротивления всех колен на этом участке воздуховода. По результатам испытания котла при номинальной нагрузке было выявлено, что имеется значительный запас по возможности дальнейшего нагружения тягодутьевых машин котла до максимально возможного значения. Запас по дутью составлял 231 мм в ст, запас по тяге составлял 144 мм в ст. Таким образом, на рассматриваемом котле имелась возможность проведения реконструкции без замены тягодутьевых машин.
Расчёт эффекта после реконструкции одного из котлов электростанции был проведён для среднегодового режима работы. Нагрузка котла была 287 т/ч, расход топлива 22,65 тыс. куб. м/ч, избыток воздуха в уходящих газах 1,36, температура холодного воздуха 270С, температура уходящих газов 1320С. Время работы котла 5228 часов. Результаты расчётов приведены в таблице 4.
Таблица 4
Величина эффекта от реконструкции газовоздушного
Показатель Значение
Увеличение КПД котла «брутто» 1,65 %
Уменьшение сжигаемого топлива 2297 т.у.т.
Увеличение потребляемой мощности двух дутьевых вентиляторов 338,2 кВт
Увеличение потребляемой мощности двух дымососов 131,9 кВт
Увеличение электрических собственных нужд 2457,7 тыс. кВт ч
Удельный расход условного топлива на электростанции на отпуск электроэнергии до/после реконструкции 343,54 г/кВт ч /342,99 г/кВт ч
Удельный расход условного топлива на электростанции на отпуск тепловой энергии до/после реконструкции 141,56 кг/Гкал /137,24 кг/Гкал
которыми оснащается котёл, составила 51,56 тонны. Стоимость изготовления и поставки двух теплообменников, была определена по доступной авторам статьи стоимости теплообменника типа ПСВ-200-7-15, с корректировкой в сторону увеличения из-за большей массы новых теплообменников и принята равной 611,1 тыс. руб. за одну тонну массы теплообменника. Вновь монтируемые воздуховоды планировалось изготовить из оцинкованных стальных уголков с полкой 100 мм, обшитыми оцинкованными стальными листами толщиной 2 мм. Опоры воздуховодов планировалось в виде рамных конструкций из стальных неоцинкованных уголков с полкой 100 мм. Фундаменты буронабивные. Теплоизоляция из матов МП-100. Доля стоимости материалов в суммарных затратах на строительство воздуховодов принята равной 60%. Затраты на проект монтажа воздуховодов и теплообменника, реконструкции газоходов, на разработку рабочей, технологической и эксплуатационной документации определены в соответствии с [16]. Расчётная величина затрат на реализацию проекта приведена в таблице 5.
Таблица 5
№ Наименование Затраты на изготовление двух теплообменников и их обвязки, тыс. руб.
1 Суммарные затраты на строительство воздуховодов, газоходов, изготовление и монтаж теплообменников 72106
2 Из них затраты на изготовление теплообменников (без монтажа) 31508
3 Затраты на проект монтажа воздуховодов, газоходов и теплообменника 3854
4 Затраты на разработку рабочей, технологической и эксплуатационной документации для изготовления новых теплообменников 1714
5 Прочие расходы (приняты 5 % от суммы п.1+п.3+п.4) 3884
6 Итого общие затраты (п.1+п.3+п.4+п.5 ) 81558
Таким образом, проведённая реконструкция газовоздушного тракта котла позволит существенно повысить эффективность топливоиспользования, при этом будет обеспечен практически безкоррозионный режим работы набивки РВП котла.
Практическая значимость
Для определения целесообразности финансирования внедрения рассматриваемого технического решения необходимо определить затраты на реализацию проекта и срок из окупаемости. Так как проект привязки на данном этапе работ не был выполнен, то затраты определены оценочно. Масса двух теплообменников,
Величина экономического эффекта от увеличения срока службы набивки РВП существенно зависит от топливного баланса и режима работы котла. При работе на газе срок службы набивки является максимально возможным, так как набивка РВП подвергается только атмосферной коррозии при работе в зимнее время, в тот период, когда забор воздуха на вентилятор переводится снаружи цеха. Из опыта фактической работы котлов на мазутном топливе известно, что при работе на мазуте или смеси топлив со значительной долей мазута срок службы «холодного» слоя РВП составляет примерно 2 -4 года, а «горячего» слоя 5 - 7 лет. При незначительной доли мазута в топливном балансе котла срок службы набивки до износа может составлять более 10 лет. В расчёт экономического эффекта принят случай работы на высокосернистом мазуте, при котором срок службы набивки РВП до износа принят равным 2 года для «холодного» слоя и 5 лет для «горячего» слоя. В расчёт затрат принята стоимость изготовления набивки для двух РВП-54, определённая по данным одного из возможных её изготовителей. Стоимость набивки для замены «горячего» слоя составляет 10079 тыс. руб., набивки для
замены «холодного» слоя составляет 4903 тыс. руб. Приведённые к одному году затраты составляют 4467,3 тыс. руб. Приняв долю затрат на СМР в общих затратах при замене набивки РВП равной 30 %, общая стоимость работ по замене набивки, приведённая к одному году эксплуатации составит 6382 тыс. руб. Цена топлива принята равной 3551 руб./т.у.т., стоимость покупки электроэнергии на оптовом рынке 1 руб. 15 коп./кВт ч. Устранение пережогов топлива, связанных с ухудшением набивки РВП в процессе эксплуатации в расчёте эффекта не учитывалось, что уменьшило расчётную величину эффекта. Расчётные показатели эффективности проекта за год эксплуатации при работе на высокосернистом мазуте приведены в таблице 6.
Таблица 6
Наименование показателя Эффект в стоимостном выражении, тыс. руб.
Уменьшение потребления топлива 8157
Уменьшение затрат на замену набивки 6382
Увеличение затрат электроэнергии на собственные нужды 2827
Суммарный эффект за год 11712
Простой срок окупаемости проекта реконструкции при работе котла на высокосернистом мазуте составит 6,7 лет.
Выводы
1. Монтаж дополнительных теплообменников для утилизации тепловой энергии дымовых газов для нагрева холодного воздуха на входе в РВП котлов может обеспечить практически безкоррозионный режим работы набивки воздухоподогревателей и иметь прием-лимый срок окупаемости при работе на высокосернистом мазуте.
2. Проектирование теплообменников для утилизации тепловой энергии дымовых газов исходя из среднегодового режима работы котла может привести к уменьшению температуры уходящих дымовых газов после котла менее допустимой по условиям безопасной и надёжной работы дымовых труб при минимальной нагрузке котла. Для обеспечения надёжной работы дымовых труб при таких режимах работы котла потребуется включение в работу калориферов котла.
3. Рассмотренный вариант реконструкции при работе котла на малосернистом мазуте или смеси топлив с незначительной долей мазута в топливном балансе может иметь значительный срок окупаемости, что требует проведения отдельного исследования эффективности данного решения.
5. Реализация рассмотренного технического решения требует наличия достаточно значительного запаса по напору существующих тягодутьевых устройств котла, особенно у дутьевых вентиляторов.
Литература
1. Постановление Правительства РФ от 28.03.2019 г. №335 "О внесении изменений в постановление Правительства РФ от 15 апреля 2014 года №321 "Об утверждении государственной программы Российской Федерации "Энергоэффективность и развитие энергетики"".
2. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. - М.:СПО ОР-ГРЭС, 2003. - 320 с.
3. Энергетика и электрификация. Серия: эксплуатация и ремонт оборудования электростанций. Экспресс-информация / Вып. II: Низкотемпературная коррозия регенеративных воздухоподогревателей при сжигании сернистых мазутов/ В.П. Коровин. . 1979. 13 с.: ил. ЦНТИ по энергетике и электрификации Минэнерго СССР. С.1 13.
4. Ибрагимов Е.С. Повышение эффективности топливоиспользования тепловых электрических станций за счет модернизации турбинного и котельного оборудования // Научные горизонты. - 2017. - №3. С 71-83.
5. Storm S., DeCaprio M.[Recent Regenerative Airheater Improvements at HECO Kahe Point, Oahu], [Electric Power Conference], 2011, pp. 10-12.
6. Storm S., Guffre J. [Experiences with Regenerative Air Heater Performance Evaluations & Optimization], [POWERGEN Europe], 2010, pp.1-18.
7. Ibragimov E., Cherkasov S. [Improving the Efficiency of Power Boilers by Cooling the Flue Gases to the Lowest Possible Temperature under the Conditions of Safe Operation of Reinforced Concrete and Brick Chimneys of Power Plants], [MATEC Web of Conferences, Volume 245 (2018), International Scientific Conference on Energy, Environmental and Construction Engineering (EECE-2018)], 2018, pp. 1-6.
8. Аронов, И.З. Контактный нагрев воды продуктами сгорания природного газа / И.З. Аронов. - 2-е изд., пере-раб. и доп. - М.:Недра, 1974. - 280 с.
9. ^снин Ю.П. Высокоэффективные газовые контактные водонагреватели /Ю.П. Соснин, Е.Н. Бухаркин. - 4-еизд., испр. И доп. - М.:Стройиздат, 1988. - 375 с.
10. Кудинов А.А. Энергосбережение в теплогенери-рующихустановках / А.А.Кудинов // Ульяновск: УлГТУ. -2000. - С.33.
11. Ибрагимов Е.С., Гальтяев Е.В. Повышение эффективности и надёжности работы котлов электростанций // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». 2019. т. 19, №2. С.3138.
12 РД 153-34.1-21.523-99. Инструкция по эксплуатации железобетонных и кирпичных дымовых труб и газоходов на тепловых электростанциях. - М.: ОРГРЭС, 2000. - 30 с.
13. РД 34.08.552-95. Методические указания по составлению отчета электростанции и акционерного общества энергетики и электрификации о тепловой экономичности оборудования. - М.:ОРГРЭС, 1995 г. - 109 с.
14. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). 3-е изд., испр. и доп. - СПб.:НПО ЦКТИ, 1998 г. - 256 с.
15. Аэродинамический расчет котельных установок (нормативный метод). 3-е изд. - Л.:Энергия, 1977. - 256 с.
16. https://zsccs.ru/news/2016-02-16/prikazom-minstroya-rossii/ Сайт Западно-Сибирского центра ценообразования в строительстве. Приказ Минстроитель-ства и ЖКХ РФ (Минстрой России) №30/пр от 27.01.2016 г. «О внесении сметных нормативов в федеральный реестр смежных нормативов, подлежащих применению при определении сметной стоимости объектов капитального строительства, строительство которых финансируется с привлечением средств федерального бюджета» (дата обращения 30.07.2020).
X X
о го А с.
X
го m
о
ю
2 О M
о
Efficiency of reconstruction of a TGM-84 boiler to ensure corrosion-free operation of air heaters
Bakirov F.S., Ibragimov E.S.
Ufa State Aviation Technical University
The reconstruction of the gas-air path of a TGM-84 type power boiler by installing a new gas-air heat exchanger for utilization of the thermal energy of flue gases to the minimum permissible temperature level to ensure safe operation of the power plant's flue pipes is considered. It is revealed that the use of recycled thermal energy of flue gases to increase the temperature of the air sent to the regenerative heater of the boiler allows to ensure almost corrosion-free operation of its packing. At the same time, by reducing losses with flue gases of the reconstructed boiler, the efficiency of fuel use increases, which allows saving 2297 tons of conventional fuel at the studied average annual operating mode. Installation of new heat exchangers and their binding leads to an increase in the aerodynamic resistance of the air and gas paths of the boilers and an increase in the cost of the boiler's own needs. Therefore, the boiler planned for reconstruction should have a reserve for the head of existing draft devices. Increasing the air temperature before the air heaters to a level that provides a corrosion-free mode allows you to significantly reduce the cost of repairing the air heater packing. It is revealed that when the boiler is running on high-sulfur fuel oil, the simple payback period of the considered technical solution will be 6.7 years.
Key words: utilization of thermal energy of flue gases, increasing the efficiency of fuel use of the power plant.
References
1. Decree of the Government of the Russian Federation of 28.03.2019 No. 335 "On Amending the Decree of the Government of the Russian Federation of 15 April 2014 No. 321" On Approval of the State Program of the Russian Federation "Energy Efficiency and Energy Development" ".
2. Rules for the technical operation of power plants and networks of
the Russian Federation. - M.: SPO ORGRES, 2003 .-- 320 p.
3. Energy and electrification. Series: operation and repair of power
plant equipment. Express information / Issue. II: Low-temperature corrosion of regenerative air heaters during the combustion of sulfurous fuel oil / V.P. Korovin. 1979. - 13 p .: ill. - TsSTI for energy and electrification of the USSR Ministry of Energy. - C.1 - 13.
4. Ibragimov E.S. Improving the efficiency of fuel use of thermal
power plants through the modernization of turbine and boiler equipment // Scientific horizons. - 2017. - No. 3. From 71-83.
5. Storm S., DeCaprio M. [Recent Regenerative Airheater Improvements at HECO Kahe Point, Oahu], [Electric Power Conference], 2011, pp. 10-12.
6. Storm S., Guffre J. [Experiences with Regenerative Air Heater
Performance Evaluations & Optimization], [POWER-GEN Europe], 2010, pp. 1-18.
7. Ibragimov E., Cherkasov S. [Improving the Efficiency of Power
Boilers by Cooling the Flue Gases to the Lowest Possible Temperature under the Conditions of Safe Operation of Reinforced Concrete and Brick Chimneys of Power Plants], [MATEC Web of Conferences, Volume 245 (2018), International Scientific Conference on Energy, Environmental and Construction Engineering (EECE-2018)], 2018, pp. 1-6.
8. Aronov, I.Z. Contact heating of water by natural gas combustion
products / I.Z. Aronov. - 2nd ed., Rev. and add. - M.: Nedra, 1974 .-- 280 p.
9. Sosnin Yu.P. Highly efficient gas contact water heaters / Yu.P.
Sosnin, E.N. Bukharkin. - 4th edition, rev. And add. - M.: Stroyizdat, 1988 .-- 375 p.
10. Kudinov A.A. Energy saving in heat-generating installations / A.A. Kudinov // Ulyanovsk: UlSTU. - 2000. - p. 33.
11. Ibragimov E.S., Galtyaev E.V. Improving the efficiency and reliability of power plant boilers // Bulletin of SUSU. Series "Energy". - 2019.vol. 19, no. 2. P. 31-38.
12 RD 153-34.1-21.523-99. Instructions for the operation of reinforced concrete and brick chimneys and gas ducts at thermal power plants. - M .: ORGRES, 2000 .-- 30 p.
13. RD 34.08.552-95. Methodical instructions for drawing up a report of a power plant and a joint-stock company of energy and electrification on the thermal efficiency of equipment. - M.: ORGRES, 1995 - 109 p.
14. Thermal calculation of boilers (standard method). 3rd ed., Rev. and add. - SPb.: NPO CKTI, 1998 - 256 p.
15. Aerodynamic calculation of boiler plants (standard method). 3rd ed. - L.: Energy, 1977 .-- 256 p.
16.https: //zsccs.ru/news/2016-02-16/prikazom-minstroya-rossii/ Website of the West Siberian center for pricing in construction. Order of the Ministry of Construction and Housing and Utilities of the Russian Federation (Ministry of Construction of Russia) No. 30 / pr dated January 27, 2016 "On the introduction of estimated standards in the federal register of related standards to be applied when determining the estimated cost of capital construction projects, the construction of which is financed with the involvement of federal budget funds" ( date of treatment 07/30/2020).
o
CN O CN
O HI
m x
3
<
m o x
X
