CC BY
26
УДК 536.33
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ТОПКЕ КОТЛА ПРИ УВЕЛИЧЕНИИ МОЩНОСТИ ГОРЕЛОК
М.А. ТАЙМАРОВ, И.Г. ГАРАЕВ Казанский государственный энергетический университет
Экспериментально получено, что конструкция топки позволяет увеличить тепловую мощность горелок и повысить паропроизводительность котла ТГМ-84Б.
Ключевые слова: радиационный теплообмен, газовые горелки, тепловые потоки.
Введение
На котле ТГМ-84Б №2 Набережно-Челнинской ТЭЦ (НЧТЭЦ) установлено по 6 горелок типа ТКЗ-ВТИ с единичной тепловой мощностью одной горелки равной 51,2 МВт. Наличие в топке двухсветного экрана позволяет увеличить теплонапряженность топочного объема. Горелки расположены на фронтальной стенке котла в 2 яруса: на первом нижнем ярусе - 4 горелки, на втором верхнем ярусе - 2 горелки. Схема расположения горелок на котле ТГМ-84Б №2 и направления крутки воздуха в горелках показаны на рис. 1.
2-й ярус горелок на отметке 11,2 м
1-й ярус горелок на отметке 6,6 м
Горелка №5
Двухсветный экран
Горелка №1
Горелка №2
Горелка №6
Горелка №3
Горелка №4
Рис. 1. Схема расположения горелок на котле ТГМ-84Б №2 НЧТЭЦ и направления крутки воздуха в горелках. Угол установки закручивающих лопаток 45°
Методика исследования
Для экспериментального исследования влияния увеличения тепловой мощности топки на интенсивность радиационного теплообмена в горелках №2 и №3 первого (нижнего) яруса были рассверлены равномерно по окружности через одно отверстие 6 из существующих 12-ти газовыпускных отверстий 2-го ряда с диаметра 027 мм до диаметра 029 мм. Отверстия первого ряда 0 13,5 мм в количестве 12 шт. остались без изменений. Посредством данной модернизации увеличивается пропускная способность по сжигаемому газу для двух горелок и возрастает суммарная тепловая мощность. Через лючки топки котла измерялись падающие на экраны от факела интегральные тепловые потоки с помощью радиометра и измерялась температура факела в топке котла бесконтактным методом с помощью оптического пирометра и контактным методом с помощью
© М.А. Таймаров, И. Г. Гараев Проблемы энергетики, 2009, № 1-2
термопары. Схема лючков показана на рис. 2. Лючки представляют собой отверстия, выполненные диаметром 150 мм в стенах топки, которые открываются во время экпериментов для проведения измерений радиометром. Подробно методика экспериментов описана в работе [1]. Среднеквадратичная систематическая погрешность экспериментов составила ±2,76 %.
Рис. 2. Геометрическое месторасположение лючков и горелок на котле ТГМ-84Б №2 НЧТЭЦ: О -лючки, ® - горелки; размеры даны по наружному периметру обмуровки, наружные угловые скосы обмуровки условно не показаны; * - размеры для справок
Основные результаты исследования и их обсуждение
На рис. 3. приведены полученные в настоящей работе экспериментальные результаты по значениям падающих от факела на правый экран тепловых потоков. Измерения выполнены через лючок 4-а на отметке 6,6 м до и после конструктивного увеличения суммарной тепловой мощности горелок №2 и №3 на 5,7 МВт. Как видно из представленных данных, увеличение тепловой мощности горелок приводит к увеличению значений падающих тепловых потоков в области первого яруса горелок.
Значения температуры ¿ф продуктов сгорания в зависимости от высоты к топки до и после конструктивного увеличения тепловой мощности горелок приведены на рис. 4. Из анализа результатов (рис. 4) можно видеть, что после увеличения тепловой мощности горелок имеет место некоторое увеличение температуры факела ¿ф при всех нагрузках и в целом по высоте топки к.
© Проблемы энергетики, 2009, № 1-2
Рис. 3. Средние значения падающих на правым экран тепловых потоков котла ТГМ-84Б №2 НЧТЭЦ в области лючка 4-а правого экрана до и после увеличения мощности горелок в зависимости от
паропроизводительности котла Дк, т/ч
Рис. 4. Зависимость температуры факела tф от высоты топки h котла ТГМ-84Б №2 НЧТЭЦ до и после конструктивного увеличения мощности горелок 2 и 3 по измерениям через лючки: 4-а, 11, 14 правого экрана при различных нагрузках: Д - 390 т/ч (до увеличения мощности горелок); □ -380 т/ч (после увеличения мощности горелок; О - 419 т/ч (после увеличения мощности горелок)
Выводы
1. Увеличение диаметра отверстий для подачи газа с 27 мм до 29 мм не вызывает отрицательных явлений в работе горелок котла ТГМ-84Б.
2. Увеличение тепловой мощности 2-х из 4-х горелок 1-го яруса для котла ТГМ-84Б повышает значение падающего теплового потока на отметке 6,6 м до допустимых по условиям эксплуатации значений.
Summary
Experimentally is received, that the design volume allows to increase thermal capacity of torches and to raise power of the boiler TGM-84B
Литература
1. Таймаров М.А. Лабораторный практикум по курсу «Котельные установки и парогенераторы». Казань: КГЭУ, 2002. 140 с.
Поступила в редакцию
13 октября 2008 г.
Таймаров Михаил Александрович - д-р техн. наук, профессор кафедры «Котельные установки и парогенераторы» (КУШ ) Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ) Тел. 8-905-3121629.
Гараев Инсаф Галимзянович - аспирант кафедры «Котельные установки и парогенераторы» (КУШ ) Казанского государственного энергетического университета (КГЭУ). Тел. 8 (843) 519-43-17.
© Проблемы энергетики, 2009, № 1-2
