CC BY
1
УДК 621.181:621.18.04
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-3-343-344
ВЫБОР КОМПОНОВКИ КОТЛОАГРЕГАТОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ НА НАЧАЛЬНОМ ЭТАПЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРЕИМУЩЕСТВА СОМКНУТОЙ КОМПОНОВКИ
Д.А. Маркелов, М.Ю. Сербиновский
Изложены проблемы выбора рациональной компоновки котлоагрегатов в современных условиях модернизации электроэнергетики и нового строительства, в частности связанных со специфическими условиями модернизации существующих тепловых электрических станций (ТЭС). Представлен анализ преимуществ и недостатков применяемых компоновок в условиях нового строительства и модернизации эксплуатируемых котлоагрегатов, факторов, влияющих на выбор компоновки с учетом технико-экономические и экологических факторов, а также конкретных требований заказчиков, в том числе, размещения котлоагрегатов в ячейках энергоблоков существующих зданий ТЭС, в каркасах модернизируемых котлов и других. Приведены примеры использования преимуществ сомкнутой компоновки котлоагрегатов как при сжигании газообразного и жидкого топлива, так и твердого топлива. Показаны препятствия. Сдерживающие применение сомкнутой компоновки котлоагрегатов при сжигании твердых топлив. Сформулированы задачи, решение которых позволит шире применять эту перспективную компоновку для котлоагрегатов, сжигающих твердые топлива, при новом строительстве и модернизации ТЭС.
Ключевые слова: компоновка, котлоагрегат, паровые котлы, газообразное и жидкое топливо, твердое топливо, реконструкция, модернизация, тепловая электрическая станция.
Современный энергетический паровой котлоагрегат - сложный агрегат, основой которого служит котёл с газоплотной экранной коробкой из мембранных экранов, включающей в себя топку, переходной газоход (поворотную камеру) и конвективную шахту. Внутри экранной коробки располагаются трубные теплообменные поверхности, а снаружи - горелки, трубопроводы, различные подвески трубопроводов, пояса жесткости с их креплениями, подвески самой экранной коробки к каркасу и другие элементы конструкции.
В настоящее время при проектировании новых и модернизации эксплуатируемых котлоагрегатов тепловых электрических станций (ТЭС) применяются следующие основные компоновки котлов [1] схематично показанные на рисунке 1: П-образная компоновка (рис. 1, а), наиболее распространена, применяется для котлов средней и большой мощности, сжигающих твердое, газообразное и жидкое топливо, барабанных и прямоточных, позволяет создавать котлы относительно небольшой высоты на площадках среднего размера; Т-образная компоновка (рис. 1б) применяется для котлов в основном большой мощности, сжигающих в основном твердое топливо, обычно имеет при одинаковой паропроизводительности большую высоту котлоагрегата и требует большей площадки для размещения по сравнению с котлом П-образной компоновки, две дымососные системы; башенная и полубашенная компоновка (рис. 1в, г), применяется для котлов в основном большой мощности, сжигающих твердое, газообразное и жидкое топливо, чаще прямоточного типа, имеет значительно большую высоту по сравнению с котлом П-образная компоновки, меньшую по размерам площадку для размещения, полубашенная компоновка в отличии от башенной имеет не занятый поверхностями нагрева опускной газоход для соединения с расположенными внизу на площадке энергоблока воздухонагревателями и тягодутьевым оборудованием; сомкнутая компоновка (рис. 1 д, е), в отличии от котла П-образной компоновки, не имеет развитого переходного газохода или поворотной камеры при этом задний экран топки на достаточно протяженном участке является фронтовым экраном конвективной шахты (двухсветный экран), таким образом топка и конвективная шахта не имеют между собой пространственного промежутка. Сомкнутая компоновка позволяет при сопоставимой с П-образной компоновкой высоте котла уменьшить площадку под котлоагре-гатом, металлоёмкость за счет уменьшения площади экранов котла, длины соединительных трубопроводов, поясов жесткости, помостов и площадок обслуживания и других элементов конструкции. Однако такая компоновка в настоящее время используется только для котлов, сжигающих газообразное и жидкое топливо (рис.1 д). Разновидность сомкнутой компоновки является компоновка Эль-Пасо, применяемая для сжигания газообразного и жидкого топлив (рис. 1ж и 2б).
Конкретный выбор компоновки существенно зависит от того проектируется новый котел или модернизируется эксплуатируемый. В связи с этим рассмотрим задачи, которые ставятся перед электроэнергетикой России в настоящее время и в обозримом будущим.
Министерство энергетики России формирует перспективный план развития, который предполагает строительство новых энергоблоков и новых ТЭС. Основное направление в данном случае - это создание новых мощностей в связи с развитием Сибири и Дальнего Востока [2], но в условиях старения энергетического оборудования и ужесточения экологических нормативов все большую актуальность приобретают вопросы модернизации эксплуатируемых котлов [3-6] с комплексом требований повышения паропроизводительности и мобильности котла, организации рациональной работы, снижения затрат на обслуживание котлоагрегатов, улучшения других показателей, в первую очередь экологических. Сопутствующими требованиями, закладываемые в техническое задание по модернизации котла, являются сохранение или повышение надежности котлоагрегата и расположение его в существующих зданиях или на площадках, которые занимал эксплуатируемый котлоагрегат, часто при условии сохранения каркаса старого котла.
В данной работе показаны преимущества и перспективы применения сомкнутой компоновки поверхностей нагрева с замкнутым контуром аэродинамического выступа топки, для котлоагрегатов, работающих на твердых топливах. Далее показано, что такая компоновка позволяет существенно снизить металлоемкость и стоимость котло-агрегатов. Кроме этого такая компоновка позволяет существенно уменьшить размеры ячеек котлоагрегатов ТЭС при новом строительстве и прямым образом снижает капитальные затраты на строительство зданий энергоблоков. В не меньшей степени сомкнутая компоновка выгодна при модернизации, позволяя в ячейках котлоагрегатов существующих зданий повышать производительность и улучшать другие показатели котлов. Таким образом, можно говорить о высокой конкурентоспособности котлов сомкнутой компоновки и, соответственно, предприятий их разрабатывающих и выпускающих.
Г
v
© © ©
■
ж
ж
Г&Ъ
Y
ж
ж
у
г
V
© © ©
X
rU
© © ©
д) е) ж)
Рис. 1. Компоновки котлов: а - П-образная; б - Т-образная; в - башенная; г - иолу-башенная; д - сомкнутая для сжигания газообразного и жидкого топлива; е - сомкнутая для сжигания твердого топлива; ж - Эль-Пасо
Необходимо отметить, что основными топливами, сжигаемыми, в паровых котлоагрегатах являются (по состоянию на 2021 г. [7]): природный газ - 70,3 %, каменные угли - 26 %, мазут - 1,7 %, прочие виды топлива - 2 %. Т.е. можно говорить об высокой зависимости энергетики от природного газа, но в России добывается значительная часть каменных и бурых углей, разведаны и осваиваются огромные запасы угля, поэтому в энергетике России в ближайшей перспективе будет развиваться угольная генерация с одновременным совершенствованием технологий сжигания твердого топлива, направленных на снижение негативного воздействия на природу, сбалансированную и эффективное использование топливно-энергетических ресурсов.
Выбор конкретной для каждого проекта компоновки связано с общими достоинствами и недостатками компоновок, а также специфическими требованиями заказчиков, которыми сопровождается каждый проект. Последние часто связаны с проблемами размещения нового современного котельного оборудования в существующих котельных ячейках ТЭС.
Наиболее распространенной компоновкой котлоагрегата является П-образная компоновка (рис. 1, а). Она позволяет проектировать котлы приемлемых для заказчика высоты и размеров в плане. В такой компоновке последовательно располагаются топочная камера, горизонтальным переходной газоходом и конвективной шахтой, в которых организовано П-образное движение газов. Все стены представляют собой газоплотные трубные тепловосприни-мающие поверхности нагрева. Подача топлива с горячим воздухом производятся в нижней части котла, что благоприятно для удаления шлаков из топки, выход топочные газы выходят в нижней части конвективной шахты, что также удобно для удаления золы и очистки поверхностей нагрева. Тягодутьевое оборудование и ротационные воздухонагреватели (при их наличии) располагают на нулевой отметке на отдельных металлоконструкциях, поэтому вибрационные нагрузки от них не передаются на каркас котла. Разделение топки и конвективной шахты пространственным промежутком позволяет поместить в него дополнительные металлоконструкции для размещения вспомогательного оборудования и приборов, трубопроводов, площадок и лестниц обслуживания. Кроме этого на задней стене топки можно разместить горелки и сопла дутья.
Недостатки П-образной компоновки: повышенное сопротивление движению газов связанное с их поворотом в районе горелок, переходе из топки в переходе в горизонтальный газоход и далее в конвективную шахту, а также опускным движением газов в конвективной шахте, разворот газов при движении из верхней части топки в конвективную шахту вызывает неравномерность распределения золовых частиц и, соответствующую, неравномерность абразивного износа поверхностей нагрева. Охлаждение газов по мере движения вниз конвективной шахты создаёт естественную тягу, которая противодействует движению газов и повышает сопротивление этому движению.
Общим обстоятельством для всех котлоагрегатов является то, что сжигание топлив с высокой абразивно-стью золы, необходимо увеличивать сечения газохода и конвективной шахты для обеспечения низкой допустимой скорости газов. Рост сечений особенно сказывается для котлов большой мощности, соответственно, значительно растёт неравномерность температурных полей сечении газоходов и их экранов. В этом случаях предпочтительна Т-образная компоновка с двумя конвективными шахтами, расположенными симметрично по сторонам топки (рис. 1, б). При этой компоновке необходимо выравнивать распределение газов по двум конвективным шахтам, соответственно, конструкция Т- образного котла сложнее П-образного, более металлоёмка и трудоёмкая в изготовлении и монтаже, требует большего каркаса, трубопроводов, средств контроля и автоматики, две системы золоудаления из двух конвективных шахт. Растут размеры и металлоёмкость поясов жёсткости и других элементов опорно-подвесной системы котла.
Башенная компоновка применяется чаще для мощных котлоагрегатов с наддувом (рис. 1, в). В таком котле продукты сгорания движутся только вверх от топки к конвективной шахте. Соответственно достигается равномерное омывание нагрева продуктами сгорания, минимальное сопротивление газам связанная с поворотами газоходов, не формируется естественная противотяга, так как температура газов падает по мере их движения топки к вы-
ходному сечению конвективной шахты. Минимальна площадь такого котла в плане, однако, котел имеет высоту в 22,5 раза большую, чем для П-образной компоновки, соответственно, требуется сооружение зданий ТЭС большой высоты (обычно более 100 м). Растет высота и сечения колонн каркаса, сечений подвесок подвесной системы котла, длина трубопроводов, трасс подачи воздуха и газов рециркуляции воздуховодов, газоходов, и других элементов кот-лоагрегата, соответственно, возрастает их материалоёмкость. Значительно возрастает трудоёмкость и цена монтажа и эксплуатационно-сервисных работ. Кроме этого размещение на большой высоте дымососов и другого оборудования приводят дополнительным вибрациям. Наконец, большая высота котлоагрегата снижает его сейсмостойкость, а при открытой компоновке ТЭС ветровую стойкость. В полубашенной компоновке (рис. 1, г) дутьевое и другое вспомогательное оборудование размещается вниз котлоагрегата, это снижает уровень вибраций, но требует организации дополнительного газохода высотой практически равной высоте котла, материалоёмкого и трудоёмкого.
В настоящее время в энергоблоках ТЭС, работающих на газообразном и жидком топливе, достаточно широко применяют котлоагрегаты сомкнутой компоновки (рис. 1, д). В такой компоновке конвективная шахта расположена непосредственно за топкой и имеет с ней единый двухсветный газоплотный трубный экран, который разделяет пространства топки и конвективной шахты и служит поверхностью нагрева. Уменьшение площади трубных экранов котла частично компенсируется увеличением размеров сечения топки и КШ, а также размеров других теп-лообменных поверхностей (ширм и пароперегревателей), но это увеличение менее значимо, чем снижение габаритов котла, особенно в плане, и его материалоёмкости, о чём подробней ниже. Недостатки котла сомкнутой компоновки те же, что у котла П-образной компоновки, однако, повышение сопротивления движению газов связанное с его поворотами частично компенсируется за счёт пути газов в котельном пространстве (отсутствие переходного газохода) и некоторым увеличением сечений топки и конвективной шахты.
Отметим, что для котлоагрегатов, работающих на газообразном и жидком топливе применение сомкнутой компоновки в общем случае является предпочтительным решением. Несмотря то, что при всех различиях конструктивных и теплофизических характеристик котлоагрегатов для обеспечения нормативных показателей по выбросам вредных веществ требуется увеличение ограждающих экранных поверхностей и теплонапряжения топочной камеры, сомкнутая компоновка позволяет уменьшить общее сечение котлоагрегата (сечение топки + сечение опускной конвективной шахты), соответственно, уменьшить длину и размеры сечений поясов жёсткости, длину трубопроводов, размеры каркаса, количество и длину площадок обслуживания, количество средств контроля, отборных устройств и длину кабелей и т.д. Появляется возможность при реконструкциях и модернизации котлоагрегатов разместить его в существующей ячейке здания, даже в существующем каркасе котла, выполнить условия сохранения фундаментов каркаса котла без его усиления. Часто всё это выполнимо при требовании заказчика повысить паропроизводитель-ность котлоагрегата, другие технико-экономические показатели.
Причины широко применения в энергоблоках ТЭС котлоагрегатов сомкнутой компоновки, работающих на газообразном и жидком топливе связаны с тем, что в топках таких котлоагрегатов, в отличии от топок котлов, сжигающих твердое топливо, не требуется организации аэродинамического выступа мембранных газоплотных экранов в верхней части топки. Необходимость формирования аэродинамического выступа экранов, направленного вглубь топки, при сжигании твердых топлив возникает для обеспечения оптимальных аэродинамики топки, условий сжигания топлив и организации транспорта шлаковых частиц вниз топки с последующим их удалением через воронку топки. Но при использовании сомкнутой компоновки с общим двусветным экраном, расположенным между топкой и конвективной шахты одновременно формируется полость в конвективной шахте, которая существенно ухудшает аэродинамику конвективной шахты и служит местом зольных отложений, периодически срывающихся в конвективную шахту, забивающих межтрубное пространство, находящихся в ней теплообменных элементов: пароперегревателей, экономайзеров и трубчатых воздухоподогревателей, приводящих к аварийным напряжениям в подвесках этих теплообменных элементов. Простое экранирование листовыми щитами аэродинамического выступа со стороны конвективной шахты не эффективно и дорого. В верхней части конвективной шахты, где находится аэродинамический выступ, высока температура котельных газов, которая часто превышает 1000 °С, поэтому необходимо для щитов использовать дорогие жаростойкие стали. С другой стороны, поверхность щитов не используется в качестве теп-лообменной поверхности, а это не рационально. Лучшим конструктивным решением является замыкание аэродинамического выступа со стороны конвективной шахты дополнительной теплообменной поверхностью, например, мембранным газоплотным трубным экраном, который включён в общую тепло-гидравлическую систему котлоагрегата. Такой дополнительный экран формирует вместе с боковыми экранами и изогнутом экраном аэродинамического выступа топки замкнутый газоплотный объём.
Реализация сомкнутой компоновки с аэродинамическим выступом топки связана с решением ряда вопросов организации тепло-гидравлической схемы котла, конструкции соединительных элементов труб экранов замкнутого контура, его прочности, уплотнения и опорно-подвесной системы. Требуется разработка новых конструктивных решений. Поэтому данная компоновка не находит широкого распространения, однако, существуют котлы зарубежного производства, которые своей эксплуатацией подтвердили работоспособность и надёжность таких котлов при сжигании твердого топлива [9, 10].
Примеры выбора сомкнутой компоновки котлоагрегатов при реализации проектов по модернизации и строительстве новых энергоблоков ТЭС. В настоящее время при разработке генерирующими компаниями технических заданий (ТЗ) на проектирование при реконструкции и модернизации котлоагрегатов, либо строительства новых блоков ТЭС перед проектировщиками ставят задачи по размещению современного котлоагрегата в ячейках существующего здания. Особые условия ТЗ оговаривается, что «планируемая замена котлоагрегатов, должна осуществляться с использованием существующих фундаментов, с размещением в существующем котельном отделении без изменения габаритных размеров ячейки под установку котлоагрегата». Следует учесть, что замене подлежат котлоагрегаты, спроектированные и пущенные в эксплуатацию в 60-70-х годах XX века, негазоплотной конструкции с более низкими требованиями по уровню экологических показателей. Генерирующая компания ПАО «ТГК-2» в ТЗ на перевооружение Ярославской ТЭЦ-3 осветила еще более сложную задачу - размещение нового котлоагрегата газоплотной конструкции, в существующем каркасе котла ТГМ-84А (рисунок 2, а) при переводе его на природный газ и мазут.
Анализ вариантов замены котла ТГМ-84-А для Ярославской ТЭЦ-3 П-образной компоновки (рис. 1, а) показал, что наиболее предпочтительной является котел Е-420-13,8-560 ГМ сомкнутой компоновки в варианте Эль-Пасо (рис. 1, б). Удалось полностью разместить котёл с горелками в существующий каркас, существенно облегчить
сам котел, его опорно-подвесную систему, систему трубопроводов и других элементов котлоагрегата.
Подобные задачи сейчас ставятся относительно котлов ТГМ-94 и ТГМ-96 производительностью - 500 и 480 т/ч, соответственно; ТГМП-314 производительностью - 950 т/ч; ТПП-210 производительностью - 1000 т/ч и других.
Применение сомкнутой компоновки для котлоагрегатов, сжигающих твердое топливо, как сказано выше, требует разработки новых конструктивных решений, однако, именно такая компоновка во многих случаях является оптимальной по критериям материалоёмкости, площади и объёму занимаемой ячейки здания ТЭС, сейсмостойкости, ветроустойчивости и ряда других.
В котлах с паропроизводительностью свыше 670 тонн в час, имеющих промежуточный (вторичный) перегрев пара, необходимы дополнительные поверхности нагрева в виде перегревателей низкого давления. Для уменьшения поверхностей нагрева самих перегревателей и обеспечения наибольшей компактности газоходов конвективной шахты целесообразно размещать выходные по пару (горячие) ступени перегревателей (высокого и низкого давления) в зоне значительных температур и тепловых потоков, а это «газовое окно» между топочной камерой и конвективной шахтой, служащее для перетока продуктов сгорания из топочной камеры в конвективную шахту. Соответственно, выходные перегреватели размещают над аэродинамическим выступом. Его отсутствие приведет к ухудшенному «омыванию» горячими газами поверхностей нагрева, расположенных в газовом окне и, как следствие, к неэффективной работе самих перегревателей. Должным образом теплообмен будет происходить только в 50-25% труб поверхности нагрева в зависимости от расположения относительно газового потока. Такой рост поверхности и металлоемкости для обеспечения выходных параметров перегретого пара нежелателен. Одним из возможных компоновочных решений данной проблемы с целью организации сомкнутой компоновки котлов, работающих на твердых топливах может быть перенос всех пароперегревателей в конвективную шахту, но это решение, имеет ряд недостатков.
Рис. 2. Предложение замены котла ТГМ-84-А для Ярославской ТЭЦ-3 П-образной компоновки (а) на котел
Е-420-13,8-560 ГМ сомкнутой компоновки (б)
Однако опыт компоновки таких котлов показывает, что особенно ярко преимущество сомкнутой компоновки котлоагрегатов проявляется при следующих ограничениях:
- паропроизводительность менее 600-670 тонн пара в час и отсутствие промежуточного перегрева пара: в таких котлоагрегатах значительно проще обеспечить приемлемое по неравномерности распределения газового потока при прохождении теплообменных элементов, расположенных над топкой и КШ в зоне его поворота, размещение пароперегревателей в КШ;
- температура перегретого пара не выше 545°С, что также связано необходимостью увеличения габаритов зоны перегреватели в КШ.
При росте паропроизводительности и необходимости обеспечения промежуточного перегрева требуется увеличение размеров пароперегреватели, а для котла, сжигающего твёрдое топливо, размещение между ступенями конвективных поверхностей аппаратов очистки поверхностей. Это приводит к росту высоты конвективной шахты при определенных габаритах КШ приводит к отказу от сомкнутой компоновки.
Результаты оценки масс элементов конструкции котлоагрегата Еп-670-13,8-545 КТ, сжигающего твердое топливо, в вариантах П-образной и сомкнутой компоновок представлены в таблице.
Массы элементов конструкции котлоагрегата Еп-670-13,8-545 КТ
П-образная компоновка Сомкнутая компоновка
Наименование элемента Масса, т Наименование элемента Масса, т
Экраны настенных ограждений 214,4 Экраны настенных ограждений 122,3
Подвески экранов настенных ограждений 30,8 Подвески экранов настенных ограждений 23,3
Перепускные трубы настенных ограждений 89,4 Перепускные трубы настенных ограждений 61,9
Конвективные пароперегреватели высокого давления 145,4 Конвективные пароперегреватели высокого давления 151
Применение сомкнутой компоновки позволяет снизить металлоемкость экранов настенных ограждений на 43%, опорно-подвесной системы на 24,4%; перепускных труб на 30,8%, уменьшить площадь основания каркаса на 18%.
Подтверждением преимуществ сомкнутой компоновки с аэродинамическим выступом для котлоагрега-тов, сжигающих твёрдое топливо может служить сравнение вариантов технических решений по замене котла типа ПК-39-П производства подольского машиностроительного завода им. Орджоникидзе паропроизводительностью 950 тонн/час для ТЭС АО «Евразийская энергетическая компания» с установленной электрической мощностью 2475 МВт, расположенной в Республике Казахстан. Разработка вариантов предложения осуществлялась в 2023г. ПК-39-11 - котельный агрегат прямоточный, не газоплотный, сверхкритичного давления, пылеугольный с твердым шлакоуда-лением, двухкорпусный, каждый корпус имеет Т-образную компоновку. Оба корпуса котла имеют одинаковую симметричную конструкцию.
Были проработаны варианты установки газоплотных котлов башенной компоновки и П-образной компоновки. Т-образная компоновка в газоплотном исполнении была заведомо неприменимой по причине увеличенных сечений газоходов и невозможности размещения на экранах нового котла поясов жесткости в пространстве между котлом и каркасом.
Результатом применения для нового котла башенной компоновки стало превышение его высоты максимальной высоты зоны размещения на 7,5 метра. С учетом размещения вспомогательного оборудования и кранового хозяйства требовалась кардинальная переработка здания котельного отделения с увеличением его высоты на 10 метров. Так как в здании ТЭС установлено восемь котлоагрегатов расположенных последовательно, то, при условии обеспечения крановым хозяйством всех котлоагрегатов, перестройке подлежало все здание, и увеличение высоты здания не допускалось.
При разработке П-образной компоновки, также получен неудовлетворительный результат. Площадь, занимаемая обоими корпусами котла в плане, перекрывала существующие ремонтные площадки, части котлоагрегатов, соответствующие их габаритам, располагались в непосредственной близости от стен здания, разместить горелочные устройства, площадки обслуживания и лестницы и другие элементы конструкции котлоагре-гата без нарушения действующих федеральных норм и правил в области промышленной безопасности было невозможно.
В итоге, разработанный вариант котлоагрегата сомкнутой компоновки с аэродинамическим выступом новой конструкции позволяет осуществить полную замену котла ПК-39-П, на новый газоплотный, вписать его в ячейку существующего здания, использовать его существующее оборудование, ремонтные площадки и коммуникации, повысить технико-экономические параметры энергоблока и улучшить его экологические показатели.
Следует отметить, что сомкнутая компоновка с использованием замкнутого аэродинамического выступа с успехом может использоваться при строительствах новых блоков электростанций при этом обеспечивается наименьшей площадь и объём ячейки парового котлоагрегата. Обеспечивается снижение материалоёмкости в следствие меньших габаритов и веса котельного оборудования, его каркаса с лестницами и площадками обслуживания, уменьшения длины кабельных трасс, основных и вспомогательных трубопроводов. Снижаются трудоёмкость и стоимость изготовления, монтажа и последующего обслуживания котлоагрегата, повышается конкурентоспособность самого котлоагрегата и предприятия его выпускающего. Кроме этого снижаются капитальные затраты при строительстве энергоблока ТЭС. Таким образом, сомкнутая компоновка с использованием замкнутого аэродинамического выступа может стать универсальным решением, имеющим преимущество как при поставке нового оборудования на строящиеся и действующие ТЭС, работающие на твёрдом топливе.
Выводы. В связи с вышеизложенным сделаны следующие выводы:
1 Сформулированы проблемы выбора рациональной компоновки котлоагрегатов в современных условиях модернизации электроэнергетики и нового строительства, в частности связанных со специфическими условиями модернизации существующих тепловых электрических станций (ТЭС).
2 Представлены результаты анализа преимуществ и недостатков применяемых компоновок в условиях нового строительства и модернизации эксплуатируемых котлоагрегатов, факторов, влияющих на выбор компоновки с учетом технико-экономические и экологических факторов, а также конкретных требований заказчиков, в том числе, размещения котлоагрегатов в ячейках энергоблоков существующих зданий ТЭС, в каркасах модернизируемых котлов и других.
3 Приведены примеры использования преимуществ сомкнутой компоновки котлоагрегатов, сжигающих газообразное, жидкое и твердое топлива, при реальном проектировании.
4 Показаны препятствия, сдерживающие применение сомкнутой компоновки котлоагрегатов при сжигании твердых топлив. Сформулированы задачи, решение которых позволит шире применять эту перспективную компоновку для котлоагрегатов, сжигающих твердые топлива, при новом строительстве и модернизации ТЭС.
Список литературы
1. Липов Ю.М., Виленский Т.В., Самойлов Ю.Ф. Компоновка и тепловой расчет парового котла: учебное пособие // Энергоатомиздат, 1988. 208 с.
2. Прямо-таки сибирская энергетика // Коммерсантъ. Электроэнергетика: официальный сайт. 2023. 05 декабря. [Электронный ресурс] URL: https://www.kommersant.ru/doc/6379728 (дата обращения: 01.04.2024).
3. РЖД скорректировала программу модернизации БАМа и Транссиба // РЖД: официальный сайт. 2023. 11 июля. [Электронный ресурс] URL: https://company.rzd.ru/ru/9401/page/78314?id=210583&ysclid=lo2lhi4v6x970846203 (дата обращения: 01.04.2024).
4. Постановление Правительства Российской Федерации от 25.01.2019 № 43 «О проведении отборов проектов модернизации генерирующих объектов тепловых электростанций» // Официальное опубликование правовых актов (pravo.gov.ru). [Электронный ресурс] URL: http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001201901300002?ysclid=lo2j5q7rer616789193&index=1 (дата обращения: 01.04.2024).
5. Что такое программа ДПМ-2 и чем она обернётся для энергетиков // БКС Экспресс / Среднесрочные тренды [Электронный ресурс] URL: https://bcs-express.ru/novosti-i-analitika/chto-takoe-programma-dpm-2-i-chem-ona-obernetsia-dlia-energetikov?ysclid=lo2kloel 1u129301016 (дата обращения: 01.04.2024).
6. ДПМ-2: драйвер роста или обуза для потребителей? / Газпром Энергохолдинг [Электронный ресурс] URL: https://energoholding.gazprom.ru/press/about-company/2018/06/14 (дата обращения: 01.04.2024).
7. Состояние угольных электрогенерирующих мощностей в мире // Энергохозяйство за рубежом Выпуск № 6. 2021. [Электронный ресурс] URL: https://power-m.public.ru/editions/572/issues/31369?view=doc&id=1359913 (дата обращения: 01.04.2024).
8. Что такое программа ДПМ-2 и чем она обернется для энергетиков / БКС экспресс [Электронный ресурс] URL: https://bcs-express.ru/novosti-i-analitika/chto-takoe-programma-dpm-2-i-chem-ona-obernetsia-dlia-energetikov (дата обращения: 01.04.2024).
9. Мотоя (Мото) Накамура. Передовое производство электроэнергии на технологии угля // Угольный семинар 2017: материалы семинара. Вайоминг, 2017. С. 9.
10. Парогенераторы / Парогенераторы корпорации ГШ. 2007. С. 10, 12.
Колесников Денис Александрович, аспирант, Markelov [email protected], Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения,
Сербиновский Михаил Юрьевич, д-р техн. наук, профессор, [email protected], Россия, Ростов-на-Дону, Ростовский государственный университет путей сообщения
THE CHOICE OF THE LAYOUT OF BOILERS FOR THERMAL POWER PLANTS AT THE INITIAL DESIGN STAGE AND
THE ADVANTAGES OF A CLOSED LAYOUT
D.A. Markelov, M.Y. Serbinovsky
The problems of choosing a rational layout of boilers in modern conditions of modernization of the electric power industry and new construction, in particular related to the specific conditions of modernization of existing thermal power plants, are presented. The article presents an analysis of the advantages and disadvantages of the used layouts in the conditions of new construction and modernization of operated boilers, factors influencing the choice of layout taking into account technical, economic and environmental factors, as well as specific customer requirements, including the placement of boilers in the cells ofpower units of existing thermal power plant buildings, in the frames of modernized boilers and others. Examples of using the advantages of a closed boiler arrangement are given for both the combustion of gaseous and liquid fuels and solid fuels. The obstacles hindering the use of a closed arrangement of boilers in the combustion of solid fuels are shown. The tasks are formulated, the solution of which will make it possible to apply this promising layout more widely for boilers burning solid fuels during new construction and modernization of thermal power plants.
Key words: layout, boiler unit, steam boilers, gaseous and liquid fuels, solid fuels, reconstruction, modernization, thermal power plant.
Kolesnikov Denis Alexandrovich, postgraduate, Markelov [email protected], Russia, Rostov-on-Don, Rostov State University of Railway Engineering,
Mikhail Yurievich Serbinovsky, doctor of technical sciences, professor, serb-m@mail. ru, Russia, Rostov-on-Don, Rostov State University of Railway Engineering
