CC BY
80
Оригинальная статья / Original article УДК 621.184
DOI: 10.21285/1814-3520-2017-2-106-117
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ СЖИГАНИЯ ЖЕРОНСКОГО КАМЕННОГО УГЛЯ НА КОТЛОАГРЕГАТАХ БКЗ-420-140 ПТ-2 УСТЬ-ИЛИМСКОЙ ТЭЦ
© А.Н. Кудряшов1, Н.В. Кулагин2, А.В. Синицкая3, Ю.Д. Бибикова4
Иркутский национальный исследовательский технический университет, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬЮ данной работы является оценка возможности сжигания непроектного жеронского каменного угля на котлоагрегатах БКЗ-420-140 ПТ-2 с жидким шлакоудалением Усть-Илимской ТЭЦ. МЕТОДЫ. Проведены опытно-промышленные испытания на реальном котлоагрегате с использованием приборов визуального контроля и расчетных характеристик. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Приведены результаты промышленных испытаний с оценкой изменения температуры по высоте топочной камеры котла при различных нагрузках, технико -экономические показатели работы котла. ВЫВОДЫ. Изменение состава исходного жеронского угля влияет на температурный режим, технико-экономические показатели работы, выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.
Ключевые слова: котлоагрегат, каменный уголь, пылегазовоздушный тракт, избыток воздуха, температура, паропроизводительность, пылесистема, тонкость пыли, выход летучих.
Формат цитирования: Кудряшов А.Н., Кулагин Н.В., Синицкая А.В., Бибикова Ю.Д. Оценка возможности сжигания жеронского каменного угля на котлоагрегатах БКЗ-420-140 ПТ-2 Усть-Илимской ТЭЦ // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 2. С. 106-117. DOI: 10.21285/1814-35202017-2-106-117
ASSESSING POSSIBILITY OF BURNING ZHERONSKY COAL BY UST-ILIM CHP BOILER UNITS BKZ-420-140PT-2 A.N. Kudryashov, N.V. Kulagin, A.V. Sinitskaya, Yu.D. Bibikova
Irkutsk National Research Technical University,
83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.
ABSTRACT. The PURPOSE of this paper is to estimate the possibility of burning non-project Zheronsky coal by slag-tap boiler units BKZ-420-140 PT-2 at the Ust-Ilim CHP plant. METHODS. A real boiler has been pilot tested with the use of visual monitors and design characteristics. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. The paper provides the results of industrial tests assessing temperature variation with the height of the boiler combustion chamber under different loads and boiler performance. CONCLUSIONS. Changes in the composition of the initial Zheronsky coal affect the temperature regime, performance indicators and air pollutant emissions.
Keywords: boiler unit, coal, dust-gas-air duct, excess air, temperature, steam production, dust system, dust fineness, volatile matter yield
For citation: Kudryashov A.N., Kulagin N.V., Sinitskaya A.V., Bibikova Yu.D. Assessing possibility of burning Zheronsky coal by Ust-Ilim CHP boiler units BKZ-420-140PT-2. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2017, vol. 21, no. 2, pp. 106-117. (In Russian). DOI: 10.21285/1814-3520-2017-2-106-117
1
Кудряшов Александр Николаевич, кандидат технических наук, заведующий кафедрой теплоэнергетики Института энергетики, e-mail: kan@istu.irk.ru
Aleksandr N. Kudryashov, Candidate of technical sciences, Head of the Department of Heat Power Engineering of the Institute of Power Engineering, e-mail: kan@istu.irk.ru
2Кулагин Никита Викторович, магистрант Института энергетики, e-mail: nikitakulagin@yandex.ru Nikita V. Kulagin, Master's Degree Student of the Institute of Power Engineering, e-mail: nikitakulagin@yandex.ru
3Синицкая Анастасия Владимировна, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры математики, e-mail: lasalvia@mail.ru
Anastasia V. Sinitskaya, Candidate of Physics and Mathematics, Associate Professor of the Department of Mathematics, e-mail: lasalvia@mail.ru
4Бибикова Юлия Дмитриевна, студент, e-mail: ubibikova@rambler.ru Iulia D. Bibikova, Student, e-mail: ubibikova@rambler.ru
Введение
На тепловых электростанциях ПАО «Иркутскэнерго» установлены котлоагрега-ты разных типов с жидким и твердым шла-коудалением. Зачастую качество поставляемого топлива не соответствует удостоверениям качества, которые предоставляются поставщиками [1-2]. Входной контроль ТЭЦ охватывает не более 20% всего поставляемого топлива. Уголь с неизвестными качественными характеристиками попадает на топливный склад.
Таким образом, о сжигании топлива с несоответствующими качественными характеристиками персонал станции узнает
уже после попадания угля в котел. Необходимо знать, какие последствия могут быть от использования такого топлива, какие изменения должны быть выполнены персоналом для обеспечения оптимального режима работы котла при сжигании такого угля [3-5]. Использование непроектных углей может привести к увеличению вредных выбросов в атмосферу, что оказывает негативное влияние на окружающую среду [6]. Поэтому исследования по изучению влияния изменяющихся качественных характеристик углей являются актуальными.
Материал, цель и методы исследования
С 2003 года в качестве основного топлива на котлах Усть-Илимской ТЭЦ (У-ИТЭЦ) использовалась смесь ирша-бородинского и жеронского углей в соотношении 30/70 (30% ирша-бородинский и 70% жеронский). С 2010 года на котлах У-ИТЭЦ используется смесь ирбейского и жеронско-го углей в соотношении 30/70. С 2013 года в качестве основного топлива используется жеронский уголь в чистом виде.
Жеронское месторождение расположено в юго-восточной части Тунгусского угольного бассейна, на правом берегу реки Ангара. Его центральная часть - Жеронский участок, который находится в 40 км севернее г. Усть-Илимска.
Государственной комиссией по запасам СССР рассмотрены и утверждены (протокол № 10569 от 16.12.1988 г.) для открытой разработки балансовые запасы каменных углей марки Д, пригодные для энергетического использования, в количестве 171 224 тыс. т, по категории В - 48 092 тыс. т, по категории С1 - 91 104 тыс. т, по категории С2 - 32 028 тыс. т.
Угли участка гумусовые по ГОСТ 25543-82 относятся к марке Д и технологической группе 1Д, среднезольные - А01 чистого угля 17,4%, малосернистые - 0,43%, высококалорийные ^^ - 32,6 МДж/кг), не-спекающиеся [7]. Промышленных концен-
траций германия и других редких и рассеянных элементов не содержат, токсичные соединения присутствуют в пределах допустимых концентраций. Химический состав зол разных марок углей различен, но в целом алюмосиликатный. По температуре начала жидкоплавного состояния золы тугоплавкие (1398оС). Угли не склонны к самовозгоранию и окислению, относятся к III группе взрывоопасности (по шкале ВТИ) [8]. Обогатимость разная, в среднем трудная. Ожидаемый выход концентрата - 29,634,9% зольностью 19,6-21,8%; отсева -60,4-68,1% зольностью 25,7-78,5%. Рекомендуемое использование углей в промышленности - сжигание на тепловых электростанциях в топках с сухим шлако-удалением [9].
Котлоагрегат БКЗ-420-140 ПТ-2 од-нокорпусный, вертикально-водотрубный с естественной циркуляцией, п-образной компоновки, предназначен для сжигания ирша-бородинского бурого угля группы Б2 в топке с жидким шлакоудалением.
Котлоагрегат БКЗ-420-140 ПТ-2 имеет следующие характеристики: паро-производительность Дпп = 420 т/ч; давление перегретого пара Рпп = 140 кгс/см2; температура перегретого пара tm = 560оС; температура питательной воды W = 210оС) [10].
В марте 2014 г. на У-ИТЭЦ ПАО «Иркутскэнерго» были проведены испытания котлоагрегата БКЗ-420-140 ПТ-2 ст. № 5 при сжигании жеронского каменного угля с разными показателями качества по выходу летучих для определения технической возможности его сжигания на котлах и выявления возможных ограничений в работе основного и вспомогательного оборудования.
Испытания и расчеты проводились по общепринятой методике «Союзтехэнер-го» [11-12].
Контроль температуры среды пароводяного тракта и металла выполнялся с помощью штатных термопар. В качестве вторичных приборов были использованы штатные контрольно-измерительные приборы, расположенные на групповом щите управления.
Расход сушильного агента измерялся с помощью пневмометрических трубок Прандтля, в качестве вторичного прибора использовался электронный дифманометр «TESTO-512». Расход V, м3/ч, в контрольных сечениях определялся по обобщенной формуле:
зоанализатора «TESTO-350XL» в поворотной камере (за пароперегревателем), в газоходе за воздухоподогревателем и за дымососами.
Температура воздуха и газов по тракту котла измерялась приборами штатного контроля. Температура газов по высоте топочной камеры определялась при помощи оптического пирометра типа «Про-минь М1» через лючки-гляделки.
Определение мощности электродвигателей собственных нужд котлоагрегата производилось на распредустройстве собственных нужд РУСН-6 кВ путем снятия показаний электросчетчиков в установившемся режиме работы механизмов.
Технический состав топлива Аг, 0Г1, У^), содержание горючих в уносе и шлаке (Сгун, Сгшл) определялись химлабо-раторией У-ИТЭЦ.
КПД брутто котла определялся по обратному балансу.
Удельный расход электроэнергии на тягу и дутье к/а БКЗ-420-140 ПТ-2, кВтч/Гкал:
мв
Э
тд
Q6P
V = 4,43 • ^ • к ■ 3600-Л1—,
У
где ^ - площадь сечения, где измеряется расход, м2; к - коэффициент тарировки измерительного устройства; АН - перепад давлений на измерительном устройстве, мм вод. ст.; у - плотность среды при соответствующих температуре и давлении, кг/м3.
Измерение температуры при определении расходов проводилось с помощью электронного термометра «TESTO-925».
Отбор проб сырого топлива осуществлялся ручным пробоотборником из шнекового питателя сырого угля, отбор проб пыли производился из течек под циклонами, проб уноса - из золосмывного аппарата, проб шлака - в шлаковых комодах.
Отбор и анализ продуктов сгорания производился с помощью переносного га-
где ЕМдс, ЕМдв - суммарная мощность, потребляемая соответственно основными дымососами и дутьевыми вентиляторами, кВт; 0,2 ЕNмв - мощность, потребляемая мельничными вентиляторами, кВт.
Удельный расход электроэнергии на пылеприготовление к/а БКЗ-420-140 ПТ-2, кВтч/т:
Э = -'пп
мв
где ЕМм, ЕМмв, ЕМдрг - суммарная мощность, потребляемая мельницами, мельничными вентиляторами и дымососами рециркуляции газов, кВт; Е Вм - суммарная производительность мельниц, т/ч.
Истинные расходы среды (питательная вода, перегретый пар, конденсат на впрыски) определялись с учетом введения поправок на расчетные параметры расходомерных шайб.
Приведенные значения потерь тепла с уходящими газами, температуры уходящих газов и коэффициента полезного действия котла брутто определены с учетом расчетных значений исходных параметров.
Технический состав жеронского каменного угля, предназначенного для испы-
Испытания котлоагрегата БКЗ-420-140 ПТ-2 ст. № 5 Усть-Илимской ТЭЦ при сжигании жеронского каменного угля с разными показателями качества по выходу летучих проводились в три этапа:
- 1 этап - сжигание жеронского каменного угля с выходом летучих более 35%;
- 2 этап - сжигание жеронского каменного угля с в диапазоне 25-30%;
- 3 этап - сжигание жеронского каменного угля с в диапазоне 20-25%.
По причине наличия большого количества опытов при сжигании жеронского каменного угля с выходом летучих =
таний, представлен в табл. 1 (данные химической лаборатории).
Итоговый вывод по состоянию оборудования: объективных причин, связанных с работой оборудования и препятствующих проведению испытаний и оценке их результатов, не было.
1 1
31,8-40,3% на первом этапе испытаний были сняты тарировочные фотографии режима при нагрузке 210 т/ч и 280 т/ч.
Во всем диапазоне нагрузок наблюдался стабильный выход шлака: хороший выход шлака на средней нагрузке, удовлетворительный на минимальной нагрузке при закрытых влагоотсосах. На нагрузках котла, близких к минимальным, по условиям выхода жидкого шлака, обороты пыле-питателей нижнего яруса необходимо было держать на 50-100 оборотов больше, чем на верхнем ярусе, вплоть до полного отключения пылепитателей верхнего яруса.
Таблица
Результаты химического анализа проб жеронского угля
Table
Results of Zheronsky coal samples chemical analysis
Дата отбора / Sample data Время отбора / Sample time Wr, % Ad, % Ar, % Vdaf, % Std, % Qir,
кДж/кг kJ/kg
19.03.2014 19 March 2014 11-10 22,7 13,4 10,3 40,3 0,61 19446
14-30 22,8 14,3 11 40,1 - -
20.03.2014 20 March 2014 10-15 20,9 13,60 10,7 29,8 - -
13-00 21 13,80 10,9 27 0,56 21382
15-15 20,7 14,70 11,5 27,1 - -
21.03.2014 21 March 2014 9-40 24,7 16,70 12,6 28,3 0,77 19405
13-10 27,8 17,50 12,6 26,5 - -
15-15 27,8 16,80 12,2 28,5 - -
22.03.2014 22 March 2014 11-30 26,7 14,40 10,6 28,9 - -
12-30 26,4 14,70 10,8 29,3 0,58 19186
14-10 25,6 13,70 10,2 28,4 - -
23.03.2014 23 March 2014 11-00 23,9 15,60 11,9 25,8 0,65 20066
24.03.2014 24 March 2014 9-40 16,5 29,70 24,8 20,8 0,58 18105
Результаты исследования и их обсуждение
На котлоагрегате уровень температур в топочной камере изменялся с ростом нагрузки от 210 до 280 т/ч в следующих пределах: 1570—1660оС в районе горелок (отметка -5,3-7,1 м); 1175-1225оС в надго-релочной зоне (отметка -15,2 м); 1130-1160оС (отметка -20,7 м); 1080-112оС на выходе из топки (отметка -22,8 м). Результаты измерений температуры в топочной камере, сделанных во время проведения опытного сжигания, приведены на рис. 1.
Ограничений в работе основного и вспомогательного оборудования котлоагре-гата не выявлено. За время проведения испытаний наблюдались кратковременные превышения температур металла ширмо-вого пароперегревателя ШПП-2 на выходе, которые устранялись регулированием впрысков первой ступени, температура перегретого пара составляла 545-550оС при температуре питательной воды 209оС. Поверхности нагрева топки и ширмового пароперегревателя находились в эксплуатационно-чистом состоянии при проведении обдувки поверхностей нагрева 1-2 раза в смену и выполнении операции дробеочист-ки конвективной шахты 1 раз в 1-2 суток.
Второй этап испытаний включал сжигание жеронского каменного угля с выходом летучих 25-30%. При визуальном осмотре леток наблюдался стабильный выход шлака при номинальной нагрузке, удовлетворительный выход при средней нагрузке и на минимальной нагрузке при закрытых влагоотсосах - вязкая течь с периодическим отсутствием выхода шлака. На нагрузках котла, близких к минимальным, по условиям выхода жидкого шлака, обороты пылепитателей нижнего яруса необходимо было держать на 50-100 оборотов больше, чем на верхнем ярусе, вплоть до полного отключения пылепитателей верхнего яруса.
На котлоагрегате уровень температуры в топочной камере изменялся с ростом нагрузки от 210 до 280 т/ч в следующих пределах: 1525-1650оС в районе горелок (отметка -5,3-7,1 м); 1130-1225оС в надгорелочной зоне (отметка -15,2 м); 1065-1150оС (отметка -20,7 м);
1040-1095оС на выходе из топки (отметка -22,8 м). Результаты измерений температуры в топочной камере, сделанных во время проведения опытного сжигания, приведены на рис. 1.
Следует заметить, что на протяжении опыта при неизменном газовоздушном режиме и одинаковом составе оборудования наблюдалось уменьшение расхода питательной воды на впрыск первой ступени, что, в свою очередь, свидетельствует об увеличении шлакования радиационного пароперегревателя.
Практическая оценка достаточности тяги и дутья на котле ст. № 5 была выполнена при работе котла на нагрузках, близких к номинальной: Дкпр = 406 т/ч (по паромеру Дк = 420 т/ч). Опыты выполнялись при следующих условиях: коэффициент избытка воздуха за пароперегревателем акпп = 1,22; в работе две пылесистемы; степень открытия направляющих аппаратов дутьевых вентиляторов - 77-79%, шиберов дымососов - 58-62%, токовая загрузка электродвигателей дутьевых вентиляторов -53-57 А, дымососов - 64-66 А. В результате проведенных опытов выяснилось, что при нагрузках, близких к номинальной, котел работает с запасом по тяге и дутью.
При проведении третьего этапа испытаний был произведен перевод котла на сжигание жеронского каменного угля с выходом летучих 20-25%. В период перехода паропроизводительность котла поддерживалась на уровне 240-250 т/ч. Через пять часов работы на котле прекратился выход шлака. Были проведены серии опытов с изменением состава работающих горелок и перераспределением воздуха, а также с открытием влагоотсосов. Опыты подтвердили невозможность добиться нормального выхода шлака режимными методами.
Также необходимо отметить, что наблюдались превышения температур металла ШПП-2 на выходе, которые не удалось устранить полным открытием впрысков первой ступени. Открытие растопочного впрыска позволило незначительно снизить превышения температур металла.
Рис. 1. Распределение температуры факела по высоте топочной камеры котла:
a - при нагрузке 210 т/ч; b - при нагрузке 280-290 т/ч) Fig. 1. Flame temperature distribution with the height of the boiler combustion chamber: а - at 210 t/h load; b - at 280-290 t/h load
Технический состав жеронского угля в период проведения испытаний котла ст. № 5 определялся химлабораторией У-ИТЭЦ. Качество жеронского угля соответствовало следующим характеристикам: влажность № = 16,5-29%, зольность = 13,4-29,7%, выход летучих = 20,840,3%, сера Sd = 0,56-0,77%, теплотворная способность топлива = 1795821382 кДж/кг.
Влияние избытка воздуха за пароперегревателем на экономические и экологические показатели работы к/а БКЗ-420-140 ПТ-2 ст. № 5 представлено на графических зависимостях (рис. 2-8).
Технико-экономические показатели работы котла при сжигании жеронского каменного угля с техническим составом: № = 16,5-29%, = 11,5-15,6%, = 31,840,3%, = 0,45-0,69%, 0|Г = 1697020430 кДж/кг [13]:
- при нагрузке котла ст. № 5 Dка = 411 т/ч и максимальном значении КПД
(брутто) котла 93,27% значение избытка воздуха за пароперегревателем составляет 1,18, содержание горючих в уносе (Гун) равняется 2,1%, потеря теплоты с механическим недожогом ^4) находится на уровне 0,28%, потеря теплоты с уходящими газами (р2) - 5,9%. Уровень концентрации оксидов азота в уходящих газах NOx = 1180 мг/нм3;
- при нагрузке котла ст. № 5 Dка = 280 т/ч и максимальном значении КПД (брутто) котла 93,3% значение избытка воздуха за пароперегревателем составляет 1,31, содержание горючих в уносе (Гун) -1,93%, потери теплоты с механическим недожогом ^4) равняются 0,35% потеря теплоты с уходящими газами ^2пр) находится на уровне 5,67%. Уровень концентрации оксидов азота в уходящих газах N0* = 688 мг/нм3;
- при нагрузке котла ст. № 5 Dка = 210 т/ч и максимальном значении КПД (брутто) котла 92,53% значение избытка воздуха за пароперегревателем составляет
1,42, содержание горючих в уносе - 0,43%, потеря теплоты с механическим недожогом равняется 0,05%, потеря теплоты с уходящими газами ^2пр) находится на уровне 6,55%. Уровень концентрации оксидов азота в уходящих газах NOx = 718 мг/нм3;
- удельные расходы электроэнергии на пылеприготовление котла ст. № 5 находились на уровне Эпп = 14,5131,76 кВтч/т.н.т, удельные расходы электроэнергии на тягу и дутье составили Этд = 6,04-8,88 кВтч/Гкал.
Технико-экономические показатели работы котла при сжигании жеронского ка-
менного угля с техническим составом № = 20,7-27,8%, Аг = 10,2-12,6%, = 25,829,8%, = 0,56-0,77%, 0|Г = 1918621382 кДж/кг:
- при нагрузке котла ст. № 5 йка = 420 т/ч при максимальном значении КПД (брутто) котла 93,43% значение избытка воздуха за пароперегревателем составляет 1,21, содержание горючих в уносе (Гун) - 2,24%, потеря теплоты с механическим недожогом равняется 0,31%, потеря теплоты с уходящими газами ^2) находится на уровне 5,78%. Уровень концентрации оксидов азота в уходящих газах МОх = 1125 мг/нм3;
Рис. 2. Изменение потерь с механическим недожогом в зависимости от паровой нагрузки Fig. 2. Changes in combustible losses depending on the steam load
Рис. 3. Изменение потерь с уходящими газами в зависимости от паровой нагрузки Fig. 3. Changes in flue gas losses depending on the steam load
Рис. 4. Изменение КПД котла брутто в зависимости от паровой нагрузки Fig. 4. Changes in boiler gross load efficiency depending on the steam load
Рис. 5. Изменение избытка воздуха в зависимости от паровой нагрузки Fig. 5. Changes in excess air depending on the steam load
260 280 300 320 340 360 Паровая нагрузка, т/ч / Steam load, t/h
Рис. 6. Изменение температуры уходящих газов в зависимости от паровой нагрузки Fig. 6. Variation of flue gas temperature depending on the steam load
Рис. 7. Изменение содержания горючих в уносе в зависимости от паровой нагрузки Fig. 7. Variations of combustible content in ash depending on the steam load
Рис. 8. Изменение расхода топлива в зависимости от паровой нагрузки Fig. 8. Variations of fuel consumption depending on the steam load
- при нагрузке котла ст .№ 5 Dкa = 300 т/ч при максимальном значении КПД (брутто) котла 93,6% значение избытка воздуха за пароперегревателем составляет 1,29, содержание горючих в уносе (Гун) -2,03%, потеря теплоты с механическим недожогом ^4) равняется 0,35%, потеря теплоты с уходящими газами ^2пр) находится на уровне 5,45%. Уровень концентрации оксидов азота в уходящих газах NOx = 980 мг/нм3;
- при нагрузке котла ст. № 5 Dкa = 210 т/ч при максимальном значении КПД (брутто) котла 92,73% значение избытка воздуха за пароперегревателем составляет 1,48, содержание горючих в уносе (Гун) -
0,43%, потеря теплоты с механическим недожогом ^4) равняется 1,47%, потеря теплоты с уходящими газами ^2пр) находится на уровне 6,22%. Уровень концентрации оксидов азота в уходящих газах NOx = 765 мг/нм3;
- удельные расходы электроэнергии на пылеприготовление котла ст. № 5 находились на уровне Эпп = 18,28-29,34 кВтч/т.н.т, удельные расходы электроэнергии на тягу и дутье составили Этд = 7,7-8,58 кВтч/Гкал.
Технико-экономические показатели работы котла при сжигании жеронского каменного угля с выходом летучих 20-25%: при нагрузке котла ст. № 5 Dкa = 240 т/ч и
максимальном значении КПД (брутто) котла 90,68% значение избытка воздуха за пароперегревателем составляет 1,44, содержание горючих в уносе (Гун) - 7,78%, потеря теплоты с механическим недожогом ^4)
равняется 2,65%, потеря теплоты с уходящими газами ^2пр) находится на уровне 5,38%. Уровень концентрации оксидов азота в уходящих газах N0* = 715 мг/нм3.
Заключение
По результатам проведенных испытаний котлоагрегата БКЗ-420-140 ПТ-2 ст. № 5 У-ИТЭЦ при сжигании жеронского каменного угля с разными качественными характеристиками по выходу летучих было установлено, что при сжигании жеронского каменного угля с техническим составом: М = 16,5-29%, Дг = 11,5-15,6% , = 31,840,3% , = 0,45-0,69%, 0|Г = 1697020430 кДж/кг - ограничений в работе пыле-систем котлов нет. Сушильная производительность молотковой мельницы ММТ при размоле жеронского угля составляет Вс = 55,36 т/ч для следующих условий: температура аэросмеси за мельницей
^м = 90оС, влажность пыли Мпл= 3,5%, вено
тиляция Умв = 78x103 м3/ч, температура горячего воздуха и = 600оС. Размольная производительность составляет Вр = 47,2 т/ч.
Показатели тонкости помола пыли получены при установке регулирующих лопаток сепаратора мельниц на 40° и составили: на котле ст. № 5 R90 = 10,6-43,36%, [^200 = 2,3-16,2%, К1000 = 0%.
Случаев прекращения подачи топлива в мельницы по причине его зависания в бункерах сырого угля и забивания течек питателей сырого угля в ходе испытаний выявлено не было.
Ограничений в работе системы золоулавливания, шлакозолоудаления не выявлено. За время проведения испытаний роста аэродинамического сопротивления конвективной шахты и золоулавливающей установки котлов отмечено не было, изменения происходили только в зависимости от нагрузки котлов и коэффициента избытка воздуха. Поверхности нагрева топочной камеры, пароперегревателя и конвективной шахты находились в эксплуатационно-чистом состоянии при проведении обдувки поверхностей нагрева 1 раз в смену и вы-
полнении операции дробеочистки конвективной шахты 1 раз в сутки.
По оценке выхода жидкого шлака на к/а ст. № 5 при сжигании жеронского каменного угля с выходом летучих более 31,8% замечаний не было, шлак стабильно шел на всех нагрузках при закрытых влаго-отсосах. Хороший выход шлака наблюдался на номинальной и средней нагрузке, удовлетворительный - на минимальных нагрузках. На нагрузках котла, близких к минимальным по условиям выхода жидкого шлака, обороты пылепитателей нижнего яруса необходимо было держать на 50-100 оборотов больше, чем на верхнем ярусе, вплоть до полного отключения пылепитателей верхнего яруса.
По оценке выхода жидкого шлака, удовлетворительному температурному режиму газовоздушного и пароводяного трактов котла и технико-экономическим показателям сжигание жеронского угля с выходом летучих более 31,8% на котлах БКЗ-420-140 ПТ-2 У-ИТЭЦ во всем диапазоне нагрузок может быть рекомендовано для промышленного сжигания.
При сжигании жеронского каменного угля с техническим составом: М = 20,727,8%, Дг = 10,2-12,6%, = 25,8-29,8%, = 0,56-0,77%, 0|г = 19186-21382 ккал/кг можно отметить следующие результаты:
- Показатели тонкости помола пыли получены при установке регулирующих лопаток сепаратора мельниц 40° и составили: [90 = 5-33,04%, [200 = 2,2-14,48%. Следует отметить, что снижение величины фракции [до не привело к уменьшению недожога топлива в котле. Увеличение потери теплоты с механическим недожогом объясняется увеличением времени воспламенения частиц угля в камере горения и вытягиванием факела из зоны горения в зону охлаждения
вследствие снижения величины выхода летучих в угле.
- Увеличение недожога приводит к более позднему догоранию угольной пыли, которая при взаимодействии с более холодными поверхностями нагрева приводит к налипанию и дальнейшему их шлакованию. О наличии шлакования радиационного пароперегревателя также свидетельствует уменьшение расхода питательной воды на впрыск первой ступени. Помимо этого увеличение недожога приводит к снижению уровня температур в топочной камере и, как следствие, к увеличению КПД котла, вызванного снижением температуры уходящих газов.
- По оценке выхода жидкого шлака на к/а ст. № 5 при сжигании жеронского каменного угля с выходом летучих 25-30% на номинальной и средней нагрузках при за-
1. Нестеров В.И., Хорешок А.А. Актуальные аспекты улучшения качества добываемых углей // Вестник кузбасского государственного технического университета. 2004. № 6.1 (43). С. 12-14.
2. Равич М.Б. Эффективность использования топлива. М.: Наука, 1977. 344 с.
3. Основы практической теории горения / под ред.
B.В. Померанцева. 2-е изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат, 1986. 312 с.
4. Григорьев К.А., Рундыгин Ю.А., Тринченко А.А. Технология сжигания энергетических топлив. Энергетические топлива. СПб.: Изд-во Политехн. университета, 2006. 92 с.
5. Кудряшов А.Н., Елизаров В.В., Сушко С.Н. Оценка использования отсевов черемховского угля для сжигания в топках с жидким шлакоудалением. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2013. № 11. С. 288-293.
6. Варламова Л.М., Самаркина А.Н.,. Петров А.В. [и др.]. Анализ воздействия ТЭЦ на окружающую среду // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Иркутск, 2016.
C. 199-202.
крытых влагоотсосах замечаний не было. На минимальных нагрузках выход шлака наблюдался в виде вязких полотенец с периодическим отсутствием выхода шлака. На нагрузках котла, близких к минимальным по условиям выхода жидкого шлака, обороты пылепитателей нижнего яруса необходимо было держать на 50-100 оборотов больше, чем на верхнем ярусе, вплоть до полного отключения пылепитателей верхнего яруса.
- По причине шлакования радиационного пароперегревателя, заноса конвективной шахты, неудовлетворительного выхода шлака на минимальной нагрузке и увеличения механического недожога сжигание жеронского каменного угля с выходом летучих 25-30% на котлоагрегатах БКЗ-420-140 ПТ-2 У-ИТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго» не может быть рекомендовано.
кий список
7. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод / под ред, Н.В. Кузнецова и др. 2-е изд., перераб. М., ЭКОЛИТ, 2011. 296 с.
8. Толчинский Е.Н., Киселев В.А., Яковлев В.С. Критерий взрываемости пыли твердых натуральных топлив // Теплоэнергетика, 1996. № 7. С. 70-74.
9. Тепловой расчет котлов (нормативный метод). 3-е изд., перераб. и доп. Санкт-Петербург: Изд-во НПО ЦКТИ, 1998. 256 с.
10. Федоров А.И. Пособие по эксплуатации барабанных котлов среднего и высокого давления. М.: ОАО ВТИ, 2006. 188 с.
11. Трембовля В.И., Фингер Е.Д., Авдеева А.А. Теплотехнические испытания котельных установок. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат; 1991. 416 с.
12. Пеккер Я.Л. Теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива (обобщенные методы). М.: Энергия, 1977. 256 с.
13. Кудряшов А.Н., Шкуринский Н.И., Елманов А.В., Кулагин Н.В Технико-экономические показатели работы котлов ст .№ 5, 6, 7 Усть-Илимской ТЭЦ // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Иркутск, 2016. С. 212-214.
References
1. Nesterov V.I., Khoreshok A.A. Aktualnye aspekty uluthsheniya kathestva dobyvaemyhuglej [Current aspects of mined coal quality improvement]. Vestnik
kuzbasskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo uni-versiteta [Bulletin of the Kuzbass state technical university]. 2004, № 6.1 (43), P. 12-14. (In Russian)
2. Ravich M.B. Effektivnost' ispol'zovaniya topliva [Fuel efficiency]. Moscow, Nauka Publ., 1977, 344 p. (In Russian)
3. Pomerantsev V.V., Aref'ev K.M., Akhmedov D.B., Konovich M.N., Korchunov Yu.N. et al. Osnovy prak-ticheskoi teorii goreniya [Basics of practical combustion theory]. Leningrad, Energoatomisdat Publ., 1986, 312 p. (In Russian)
4. Grigoriev K.A., Rundygin U.A., Trinchenko A.A. Tekhnologiya szhiganiya energeticheskikh topliv. Ener-geticheskie topliva [Power-generating fuel combustion technology. Power-generating fuels]. SPb, Polytechnic. University Publ., 2006, 92 p. (In Russian)
5. Kudryashov A.N., Elizarov V.V., Sushko S.N. Otsenka ispol'zovaniya otsevov cheremkhovskogo ug-lya dlya szhiganiya v topkakh s zhidkim shlakoudale-niem [Estimation of waste Cheremkhovo coal use for burning in slagging combustors]. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Proceedings of Irkutsk State Technical University]. 2013, № 11, pp. 288-293. (In Russian)
6. Varlamova L.M., Samarkina A.N., Petrov A.V. et al. Analiz vozdeistviya TETs na okruzhayushchuyu sredu [Analysis of CHP environmental effect]. Materialy Vse-rossiiskoi nauchno-prakticheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem "Povyshenie effektivnosti proizvodstva i ispol'zovaniya energii v usloviyakh Sibiri" [Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical conference with international participation "Improving the efficiency of energy production and use in Siberia"]. Irkutsk, 2016, pp.199—202. (In Russian)
7. Kuznetsov_N.V. Teplovoj raschet kotelnykh agre-gatov. Normativny metod [Thermal design of boiler
Критерии авторства
Кудряшов А.Н., Кулагин Н.В., Синицкая А.В., Бибикова Ю.Д. выполнили оценку сжигания непроектного жеронского каменного угля на котлоагрегатах БКЗ-420-140 ПТ-2 с жидким шлакоудалением Усть-Илимской ТЭЦ с целью определения изменения температуры по высоте топочной камеры котла при различных нагрузках, технико-экономических показателей работы котла, провели обобщение и написали рукопись. Кулагин Н.В. несет ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Статья поступила 13.12.2016 г.
units. Normative method]. Moscow, Ekolit Publ., 2011, 296 p. (In Russian)
8. Tolchinsky E.N., Kiselev V.A., Yakovlev V.S. Kriteriy vzryvaemosti pyili naturalnyh topliv the [Explo-siveness criterion of solid natural fuel dust]. Teploener-getika [Heat Power Engineering], 1996, no. 7, pp. 70—74. (In Russian)
9. Teplovoi raschet kotlov (normativnyi metod) [Thermal design of boilers (standard method)]. St. Petersburg, NGOs CKTI Publ., 1998, 256 p. (In Russian)
10. Fedorov A.I. Posobie po ekspluatatsii barabannykh kotlov srednego i vysokogo davleniya [A Manual on medium and high pressure drum-type boiler operation]. Moscow, JSC VTI Publ., 2006, 188 p. (In Russian)
11. Trembovlya V.I., Finger E.D., Avdeev A.A. Tep-lotekhnicheskie ispytaniya kotel'nykh ustanovok [Thermal testing of boiler plants]. Moscow, Energoatomisdat Publ., 1991, 416 p. (In Russian)
12. Pecker Y.L. Teplotekhnicheskie raschety po prive-dennym kharakteristikam topliva (obobshchennye metody) [Thermal calculations given fuel characteristics (generic methods)]. Moscow, Energia Publ., 1977, 256 p. (In Russian)
13. Kudryashov A.N., Shkurinskiy N.I. Elmanov A.V. Kulagin N.V. Tekhniko-ekonomicheskie pokazateli raboty kotlov st. № 5, 6, 7 Ust'-Ilimskoi TETs [Operation performances of boilers no. 5, 6, 7 of Ust-Ilim CHPP]. Materialy Vserossiiskoi nauchno-prakticheskoi konfer-entsii s mezhdunarodnym uchastiem "Povyshenie effek-tivnosti proizvodstva i ispol'zovaniya energii v uslovi-yakh Sibiri" [Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical conference with international participation "Improving the efficiency of energy production and use in Siberia." Irkutsk, 2016, pp. 212—214. (In Russian)
Authorship criteria
Kudryashov A.N., Kulagin N.V., Sinitskaya A.V., Bibiko-va Yu.D. have assessed the combustion of non-project Zheronsky coal by slag-tap boiler units BKZ-420-140PT-2 at the Ust-Ilim CHP plant in order to determine the temperature variation with the height of the boiler combustion chamber at different loads and technical and economic parameters of the boiler. They summarized the material and wrote the manuscript. Kulagin N.V. bears the responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
The article was received 13 December 2016
