CC BY
42
ISSN 2226-3780 ЭНЕРГЕТИКА И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
J
УДК 621.311
Б01: 10.15587/2312-8372.2014.30048
Мисак С. Й. РОЗРОБКА АЛГОРИТМУ ТА ПРОГРАММ
РОЗРАХУНКУ ПРОДУКТИВНОЕ ПИЛОСИСТЕМ КОТЛ1В ТП-92
Розроблено алгоритм та програму розрахунку сушильног та розмелювальног продуктивност1 пилосистеми котлгв ТП-92 енергоблокгв 150 МВт в залежностг вгд якостг палива та готовностг пилосистеми.
За допомогою програми можна додатково визначити параметри пилосистеми, провести аналгз впливу окремих характеристик палива та стану пилосистеми на сушильну та розмелювальну гх продуктивтсть.
Клпчов1 слова: пиловугшьний котел ТП-92, млин 6М75и, програма розрахунку продуктив-ностг пилосистеми.
1. Вступ
Основним видом енергетичного палив, що спалюеться на теплових електричних станщях Украши е вугшля. Для ефективного його спалювання потрiбно вугшля тдготувати, а точшше перетворити його в вугшьний пил з вщповщною тоненою помолу та волопстю.
У вщповвдносп з [1] рiзнi марки вуплля характеризуются рiзними показниками зольносп Ар та волопстю Шр на робочу масу. Чим бiльшi цi показники тим менша загальна теплотворна здатнiсть вугшля.
Для розмелювання вугiлля використовують млини рiзного типу. Широке розповсюдження на ТЕС Украши набули кульовi вентильоваш млини, зокрема на котлах ТП-92 енергоблоюв 150 МВт Добротвiрськоi ТЕС встановленi млини типу 6М75и пилосистем з прямим вдуванням пилу в паливню котла.
Ефективна робота цих млишв при подачi в них палив рiзноi якосп е важливою складовою економiчноi роботи ко^в та енергоблокiв в цшому.
В данiй публiкацii розглянутi питання сушильноi та розмелювальноi продуктивностi млишв, а також ство-рення алгоритму та програми '¿х розрахунку при подачi вугiлля рiзноi теплотворноi здатност!
2. Анал1з л1тературних даних I постановка проблеми
Для спалювання вугшьного палива в паливнях енергетичних ко^в незалежно вщ способу спалювання потрiбно його пiдсушити та розмолоти до вщповвдно' тонини [1-3]. Як показано в [4] перспективами розвитку паливно' бази тепловоi енергетики в Украш остаеться вугiлля з укра'нських вугшьних шахт. В той же час у вугшьнш теплоенергетицi Украши широкого впрова-дження набувають технологи спалювання твердих палив в киплячому шарi [5-7]. Таю технологи спрямоваш на виршення двох основних проблем — ефективного використання енергп палива та зменшення шкiдливого впливу на навколишне середовище [8-10].
Проте в енергетищ Украши остаються ще енергоблоки з пиловугшьними котлами, що практично вщпрацювали
свiй технiчний ресурс з факельним спалюванням ву-гiльного пилу. При такш ситуацп важливим фактором е оптимальна тдготовка вугiльного пилу, особливо при надходженш на ТЕС палив з рiзною технiчною характеристикою [11].
Розмелювання вуплля в кульових вентильованих млинах вщбуваеться одночасно iз сушiнням вупльного продукту. Враховуючи це робоча продуктивтсть млина може обмежуватися розмелювальною або сушильною продуктившстю.
Розмелювальна продуктивтсть залежить ввд комплексу конструктивних та режимних факторiв, зокрема присмокпв повиря в пилосистему, своечасних ремонт-них роби, що направленi на доведення готовносп пилосистеми до проектних показниюв i т. д.
Сушильна продуктивнiсть визначаеться частиною тепла сушильного агенту, яка витрачаеться безпосередньо на сушшня млинового продукту в млинi, а решта тепла сушильного агенту витрачаеться для тдтримування теплового стану тракту пилосистеми, який потрiбний для надшного транспортування в паливню котла вупльного пилу.
Очевидно, що чим бшьша техшчна готовнiсть пилосистеми, що вщповщае зазначеним величинам, тим менше потрiбно теплово' енергп на розмелювання та транспортування вупльного пилу.
Кшьюсть теплово' енергп сушильного агента у млиш оцiнюють за величиною температури аеросумiшi пiсля млина. При цьому сушильна продуктивтсть знижуеться у випадку збшьшення вологосп вугшля та незадовшь-ному технiчному стану пилосистем, а саме, коли зави-шеш присмокти повiтря зверх нормативного значення, зменшена щшьшсть пиловугiльного тракту, попршений тепловий захист устаткування i т. д.
Враховуючи вищезгадану проблему була поставлена задача розробити та впровадити програму розрахунку сушильно' та розмелювально' продуктивносп млинiв типу 6М75и пилосистеми котлiв ТП-92 енергоблокiв 150 МВт, що дасть можлившть оперативно визначити '¿х реальну пилопродуктивнiсть та чинники, яю впливають на п величину, що дасть можливiсть тдвищити ефектив-нiсть роботи пилосистеми ко™в та енергоблокiв в цiлому.
TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 6/5(20], 2014, © Мисак С. Й.
ЭНЕРГЕТИКА И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
ISSN 2226-3780
3. Коротка характеристика
устаткування котла ТП-92 та систем пилоприготування
Котел ТП-92 розрахований для роботи в блощ з турбогенератором потужшстю 150 МВт. Котел пиловугшьний з твердим жужелевщведенням, однобарабанний з природ-ною циркулящею, вторинним перегрiвом пари, з одшею конвективною шахтою i одноступеневим трубчатим по-вiтропiдiгрiвником. Паливня котла роздшена двосвiтним екраном на двi половини (пiв паливнi). На фронтових та задшх стiнах у кутах кожно1 пiв паливнi на висо-тi 14 м встановленi прямотоковi пилогазовi пальники з розсiкачами пилоповiтряноi сумш1 Завдяки кутовому розмiщенню пальникiв в центрi кожноi пiвпаливнi ство-рюеться ядро факела. Пальники являють собою блоки, яю складаються з чотирьох канал1в вторин-ного повiтря i трьох каналiв пилоповггряно! сумiшi з розсiкачами. У кожнiй пiв паливш знаходиться чотири блоки пальникiв. Загаль-на кiлькiсть каналiв аеросумiшi дорiвнюе 24, вторинного повiтря 32.
Природнш газ подаеться в паливню га-зовими рiжками, при потребi, яю розмiщенi в каналах вторинного повиря.
Жужелевiдведення на котлi безперервне. Проектна потужшсть кожного блоку по твердому паливу становить 9,6 т/год (при ОР = = 4950 ккал/кг). Годинна розрахункова ви-трата твердого палива при вищезазначенш теплотворнш здатносп становить 77,3 т, ККД — 91,78 %.
На кота встановлено шшть середньоходо-вих юльцево-кульових млинiв типу 6М75и польського виробництва. Дiаметр мололь-них куль 750 мм, юльюсть — 6 шт. Млини знаходяться тд тиском повиря млинових вентиляторiв (МВ). Максимальна проектна продуктившсть млина 17 т/год, мтмальна — 9 т/год палива. Задана характеристика ву-гiлля АР = 33,3 %, WF = 12 %, максимально допустима температура гарячого повиря 350 °С, а фактична температура гарячого повиря перед млином знаходиться в дiапа-зош 200-230 °С.
Дiапазон температур аеросумiшi на вихо-дi iз млина 70-100 °С, робочий опiр млина 4-8 кПа.
Потужнiсть приводу млина 160 кВт. Продуктившсть МВ — 16,5 м3/с, потужшсть приводу 231 кВт, число оберпв — 49,4 сек-1, натр — 1340 кг/м2.
Живильники сирого вуплля (ЖСВ) мають мшмальну продуктившсть 10 т/год, макси-мальну 16-19 т/год. Рис.
За проектом пилосистему розраховано для розмелювання кам'яного вуплля марки Г Львiвсько-Волинського родовища з характеристиками: нижча теплота згоряння = 5000 ккал/кг; зольшсть на робочу масу Ар = 22,8 %; вологiсть на робочу масу = 10,5 %; вихiд летких речовин УР = 38,5 %.
В пальники котла мае подаватися готовий пил з тон-юстю помолу R9o = 25 % i вологiстю Wп = 1,5 %.
4. Розробка схеми-методики та
складання алгоритму для розрахунку розмеливально! та сушильно! продуктивност пилосистеми котла
Основними завданнями при розрахунку розмелюваль-ноi та сушильноi продуктивностi пилосистеми з мли-нами 6М75и були визначення наступних показниюв роботи пилосистем: витрати сушильного агенту з котла (гарячого повiтря тсля повiтропiдiгрiвника);; витрати сушильного агенту перед млиновим вентилятором; ро-бочоi та гiгроскопiчноi вологостi вугiлля та вугiльного пилу; технiчноi характеристики сирого вугiлля.
Визначення витрати електроенергп на розмелювання твердого палива та транспорт вугшьного пилу Алгоритм розрахунку наведений на рис. 1.
1. Алгоритм розрахунку продуктивно™ пилосистеми котла ТП-92 з млином 6M75U енергоблоку 150 МВт
5. Реал1защя программ розрахунку розмеливально! та сушильно! продуктивное^ пилосистеми котла ТП-92 з млинами 6M75U
Для визначення найбшьш характерних режимiв роботи пилосистеми були вибраш характернi впродовж
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 6/5(20], 2014
ISSN 222Б-3780
ЭНЕРГЕТИКА И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
п'яти роюв характеристики вугiлля у трьох BapiaHTax табл. 1.
Таблиця 1
BapiaH™ характеристики вугшля
Стартова витрата гарячого повпря пiдбиpaлaся програмою для забезпечення витрати через млиновий вентилятор в кшькосп 29500 нм3/год при темпеpaтуpi 230 °С, а в випадку, якщо сушильна пpодуктивнiсть пилосистеми бшьша шж розмелювальна, то тдбираеться витрата повiтpя до досягнення вщповщносп (piвностi) pозмелювaльноï та сушильноï пpодуктивностi.
Витрата повiтpя на захолодження в трубопроввд перед млиновим вентилятором становила 50 нм3/год., а температура повиря на захолодження перед млиновим вентилятором находилася на piвнi 160 °С. Коефiцieнт
pозмелоздaтностi вугiлля (Кло) приймався на piвнi 1, 2. Яюсть розмелювання у всix розрахунках приймалась у вщповвдносп до виду палива i становила в даному випадку R90 = 25 %, a R200 = 6 %. Розмip сирого вугiлля по залишку на сип 5 х 5 мм приймався R5 = 30 %.
Температура сушильного агенту перед пальниками приймалася 80 °С, при цьому температура тсля млина зпдно з рекомендащями [3] приймалася на 5 °С вищою (врахування втрат тепловоï енергп в коробах).
Вологiсть готового пилу у вах вapiaнтax розрахунку приймалася = 1,5 %. Температури пiсля змiшувaння сушильного агенту з шшими потоками окремих еле-ментiв тракту пилосистеми розраховувалися на бaзi теплового балансу потокiв.
Сушильна продуктивтсть млина визначалася по тепловому балансу вах потоюв: сушильного агенту на вxодi в млин та на його виход^ пpисмоктiв повиря, повiтpя на пневмовiдсiкaч, рециркуляцп сушильного агенту, сирого вугшля та вугшьного пилу.
Електрична потужшсть електроприводу млинового вентилятора визначалася при фактичнш витрат сушильного агенту через нього та введених користувачем тиску на всмоктi млинового вентилятора i тиску сушильного агенту перед пальниками. При визначенш питомоï витрати електроенергп на розмелювання сирого вугшля приймалося, що тшьки половина витрати електроенергп млинового вентилятора витрачаеться на дуття в схемах при прямому вдуванш пилу.
В табл. 2 наведет розрахунки pозмелювaльноï про-дуктивност пилосистеми з врахуванням сушильноï ïï пpодуктивностi, режимних та конструктивних фaктоpiв. Для розрахунку пpийнятi вapiaтивнi характеристики вугiлля у вiдповiдностi з табл. 1.
№ п/п Найменування Р□змipнiсть Bapiaнти
I II III
1 Середньоходовий кшьцево-кульковий млин 6М75Ц — — — —
2 Пилосистема прямого вдування — — — —
3 Калоршшсть сирого вуг1лля ккал/кг 4570 4300 4560
4 Волопсть сирого вуг1лля % 12,5 12,5 14,0
5 Зольшсть сирого вугшля % 26,9 28,3 23,9
6 Витрата гарячого пов1тря на гадсушування продукту нм3/год. 29500,0 29500,0 29500,0
7 Температура гарячого пов1тря на пщсушування продукту °С 230,0 230,0 230,0
8 Витрата холодного пов1тря на захолодження в трубопров1д до МВ нм3/год 50,0 50,0 50,0
9 Тиск перед млиновим вентилятором мм вод. ст. 50,0 50,0 50,0
10 Температура сушильного агента перед МВ °С 229,6 229,6 230,0
11 Температура сушильного агента перед млином °С 237,7 237,7 237,7
12 Витрата сушильного агенту на пальники нм3/год 32115,8 32115,8 32115,8
13 Тиск сушильного агенту перед пальниками мм вод ст. 444,0 444,0 444,0
14 Розмелювальна продуктивтсть пилосистем по сирому вугшлю т/год 28,28 25,28 28,68
15 Сушильна продуктивтсть пилосистеми по сирому вугшлю т/год 18,47 18,47 16,62
16 Сушильна продуктивтсть пилосистеми по вугшьному пилу т/год 16,40 16,40 14,51
17 Потужшсть приводу млина кВт 160,00 160,00 160,00
18 Потужшсть приводу млинового вентилятора кВт 172,72 172,72 172,72
19 Питома витрата електроенергп на розмелювання сирого вугшля кВт*год/т н.п. 17,58 17,58 19,53
№ п/п Величини Розмip-шсть Bapiaнти
1 2 3
1 Калоршшсть, QP ккал/кг 4570 4300 4560
2 Зольшсть, AP % 26,9 28,3 23,91
3 Волопсть, WP % 12,5 12,5 14,0
4 Вмшт вуглецю, С % 47,67 44,8 48,1
5 Вмшт арки, Sp % 3,0 3,0 3,0
6 Вмшт водню, Нр % 3,45 3,45 3,45
7 Вмшт азоту, Np % 1,0 1,0 1,0
8 Вмшт кисню, 0р % 5,48 6,95 6,25
Таблиця 2
Приклади розрахунку розмелювально'1 пp□дуктивн□стi пилосистеми котла ТП-92 з млинами типу 6M75U
TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 6/5(20], 2014
33-J
ЭНЕРГЕТИКА И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ
ISSN 222Б-3780
7. Висновки
1. Використання на теплових електростанцшх вугiлля з непроектними техтчиими характеристиками приводить до зниження пилопродуктивностi пилосистеми з кульовими вентильованими млинами i3^ обмежень, що виникають по сушильнiй або розмелювальнiй !х пилопродуктивностi.
2. Розроблений алгоритм та програма розрахунку сушильно! та розмелювально! продуктивностi пило-систем з млинами 6M75U котлiв ТП-92 енергоблокiв 150 МВт дозволяе проводити розрахунки пилосистем в залежност вiд якостi палива та готовносп пилосистем.
3. За допомогою програми можна додатково визна-чити параметри, замiр яких в пилосистемi неможливий або недостовiрний, провести аналiз впливу окремих характеристик палива та стану пилосистеми на сушильну та розмелювальну !х продуктивнiсть, а також вплив окремих характеристик роботи пилосистеми на питомi витрати електроенергп для приготування пилу.
Лггература
1. Техшчна експлуатащя електричних станцш i мереж. Правила (ГКД 34.20.507-2003) [Текст]. — К.: ОПЕ, «ГР1ФРЕ», 2003. — 597 с.
2. Левит, Г. Т. Испытания пылеприготовительных установок [Текст] / Г. Т. Левит. — М.: Энергия, 1977. — 185 с.
3. Кузнецов, Н. В. Тепловой расчет котельный агрегатов (нормативный метод) [Текст] / под ред. Н. В. Кузнецова. — М.: Энергия, 1973. — 295 с.
4. Чернявський, М. В. Сучасний стан та перспективи розвит-ку паливно! бази теплово! енергетики Украши [Текст] / М. В. Чернявський // Перспективи впровадження частих вупльних енерготехнологш в енергетику Украши. — Ки!в: 1ВЕ НАН Украши, ТОВ «Гнозю», 2013. — С. 75-130.
5. Belin, F. CFB combustion of High-Ash Ukrainian Anthracite-pilot testing and Design Implications [Text] / F. Belin, T. Fuller, A. Maystrenko et al. // Proc. of 14-th Intern. Fluidized Bed Combustion Conf. — Vancouver (Canada), 1997. — V. 2. — P. 789-794.
6. Чернявський, Н. В. Направления утилизации углерода зо-лоотвалов пылеугольных ТЭС [Текст] / Н. В. Чернявський, А. В. Косячков, А. И. Росколупа // Современная наука. — 2010. — № 1(3). — С. 35-37.
7. Корчевой, Ю. П. Закономерности сжигания высокозольных углей в разных модификациях кипящего слоя [Текст] / Ю. П. Корчевой, А. Ю. Майстренко, А. И. Топал // Горение и плазмохимия. — Алма-Ата, 2006. — Т. 4, № 3. — С. 180-186.
8. Jaasund, S. A. Electrostatic Precipitator: Better Wet than Dry [Text] / S. A. Jaasund // Chemical Engineering. — 1987. — Vol. 94, No. 17. — Р. 159-163.
9. Glarborg, P. Fuel nitrogen conversion in solid fuel fired systems [Text] / P. Glarborg // Progress in Energy and Combustion Science. — 2003. — Vol. 29, № 2. — P. 89-113. doi:10.1016/ s0360-1285(02)00031-x
10. Korchevoy, Y. P. Recommendations for design of CFB boilers [Text] / Y. P. Korchevoy, O. Y. Maystrenko, O. M. Dud-nik // STCU Tehnical Report for the 23 Stage of the Project 2248. — December 2004. — T. 14. — 8 p.
11. Омеляновський, П. Й. Теплова енергетика. Нов1 виклики часу [Текст] / за ред. П. Й. Омеляновського, Й. С. Миса-ка. — Льв1в: НВФ «Украшсью технологи», 2010 — 688 с.
РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА И ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПЫЛЕСИСТЕМ КОТЛОВ ТП-92
Разработан алгоритм и программа расчета сушильной и размольной производительности пылесистемы котлов ТП-92 энергоблоков 150 МВт в зависимости от качества топлива и готовности пылесистемы.
С помощью программы можно дополнительно определить параметры пылесистемы, провести анализ влияния отдельных характеристик топлива и состояния пылесистемы на сушильную и размольною производительность.
Ключевые слова: пылеугольный котел ТП-92, мельница 6M75U, программа расчета производительности пылесистемы.
Мисак Степан Йосифович, кафедра теплотехтки i теплових електричних станцш, Нащональний утверситет «ttbeiecbKa полтехтка», Украта, e-mail: [email protected].
Мысак Степан Иосифович, кафедра теплотехники и тепловых электрических станций, Национальный университет «Львовская политехника», Украина.
Mysak Stepan, National University «Lviv Polytechnic», Ukraine, e-mail: [email protected]
УДК 681.12
001: 10.15587/2312-8372.2014.30118
Книш Б. П. МЕТОД КОНТРОЛЮ К1ДЬК1СН0Г0 ВМ1СТУ КОМПОНЕНТ1В СКРАПЛЕНОГО НАФТОВОГО ГАЗУ ТА ЗАС1Б ДЛЯ ЙОГО РЕАЛ1ЗАЦП
В роботг запропоновано метод визначення кшьтсного вмгсту скрапленого нафтового газу не тшьки складових пропану й бутану, але й домшок на основг використання функцп темпера-турних параметргв, що дозволило тдвищити вгроггднгсть контролю. Розроблено засгб на основг запропонованого методу.
Клпчов1 слова: скраплений нафтовий газ, масова частка, пропан, бутан, домшки.
1. Вступ мобшьного транспорту, так i установках мунщипальних,
промислових i сшьськогосподарських об'екпв [1].
На сьогодш знаходить широке використання скрап- СНГ — це сумш хiмiчних сполук, що складаеться лений нафтовий газ (СНГ) як паливо в двигунах авто- в основному з водню i вуглецю з рiзною структурою
С
34 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 6/5(20], 2014, © Книш Б. П.
