Отчет можно загрузить в формате Word
ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ
НОРМИРОВАНИЕ ВОДНО-ХИМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ТЭС
САРАТОВСКОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ
СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ НА ЭВМ
Шифр работы: 79.302.025
Ответственный исполнитель Н.Г.Протасов
Горловка 1981г.
<<Мои, Протасова Н.Г., примечания/вставки по ходу текста будут в угловых скобках. Извлечения из отчета сделаны с целью подгрузить абстрактные схемы, предлагаемые для анализа и расчета водно-химических режимов ТЭС, (файл ВХР-модели котлов ВД.xls, файл Особенности моделирования в ВХРБ.xls) конкретным материалом. Полный текст этого отчета и предыдущего отчета (№ Х-1175) по данной теме, где также представлены структурные схемы, имеется в библиотеке ДонОРГРЭС>>
1. В В Е Д Е Н И Е
Настоящая работа является продолжением работ по водному режиму Энгельской ТЭЦ-3 и Саратовской ТЭЦ-2 системы Саратовэнерго, выполненных в 1980г.(технический отчет № Х-1175). Основные задачи работ: выявление особенностей поведения примесей питательной воды в пароводяном цикле ТЭЦ, расчет показателей водного режима и их статистических характеристик и нормирование водного режима ТЭС с учетом полученных результатов обработки.
2. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Станции сжигают высокосернистый мазут, природный газ, жидкие и газообразные отходы производства Саратовского объединения "Нитрон" и НПЗ. На Энгельской ТЭЦ имеются 4 котла с давлением пара 35 кгс/см2 и четыре котла высокого давления 130 кгс/см2 (БКЗ-320-140 ГМ и БКЗ-420-140 НП – по два котла). На Саратовской ТЭЦ-2 эксплуатируются 5 котлов ТП-170 с давлением пара 90 кгс/см2 и 6 котлов с давлением пара 130 кгс/см2: 3 котла БКЗ-210-140, два котла ТГМ-84 и один котел ТП-86.
3. МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
Для обработки эксплуатационных и экспериментальных данных использовались структурные схемы потоков среды. Эти схемы, примененные вначале для анализа поведения кремнекислоты в пароводяном цикле парогенераторов (тех. отчет арх.№ Х-1175), были затем расширены и использованы для анализа водного режима ТЭЦ по тем компонентам, которые были достаточно полно представлены данными эксплуатационного химконтроля.
4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
При нормировании водного режима как отдельных парогенераторов, так и ТЭЦ в целом необходимо выявление лимитирующих факторов, которые и определяют ведение водного режима. При анализе эксплуатационных данных выявлено, что парогенераторы высокого давления, установленные на Энгельской ТЭЦ-3 и Саратовской ТЭЦ-2 работают в сопоставимых условиях с точки зрения образования наносных отложений соединений железа, выноса этих соединений из котловой воды в пар и скорости удаления их в непрерывную продувку. Однако по степени выноса соединений кремнекислоты в пар эти котлы существенно отличаются друг от друга. Естественно, что парогенераторы с наибольшим коэффициентом выноса кремнекислоты в пар требуют лучшего, по содержанию кремнекислоты, качества питательной воды, а это, в свою очередь, определяет общие требования к качеству питательной воды всех парогенераторов, связанных по линии питательной воды поперечными связями.
В таблице приведены средние за 1979-1980гг. значения основных характеристик для некоторых парогенераторов, рассчитанные по эксплуатационным данным.
Как видно, характеристики котлов БКЗ-210-140 и ТГМ-84 по выносу кремнекислоты в пар близки между собой, а БКЗ-320-140 существенно отличается от них большим выносом соединений кремнекислоты из котловых вод в пар. Необычайно высокий вынос кремнекислоты котлов БКЗ-320-140 подтвержден проверкой.
В дальнейших расчетах в качестве лимитирующих выбраны парогенераторы БКЗ-210-140 для Саратовской ТЭЦ-2 и БКЗ-320-140 для Энгельской ТЭЦ-3.
Содержание кремнекислоты в паре определяется коэффициентом выноса, который не является варьируемым параметром, и кратностью упаривания между ступенями испарения, которая может быть изменена конструктивными мероприятиями: устранением обратных перетоков котловых вод и 2-й ступени испарения в 1-ю ступень и увеличением мощности 2-й ступени. Специальные расчеты показали, что конструктивные мероприятия позволят увеличить предельно допустимое кремнесодержание (при прежних значениях коэффициентов выноса) не более, чем 20-25%. Однако это возможно только при условии полного устранения обратных перетоков котловых вод, что маловероятно.
Таким образом, для гарантированного регулирования кремнесодержания пара могут быть выбраны два фактора: изменение расхода продувочной воды и изменение кремнесодержания питательной воды котлоагрегатов, которое определяется, в свою очередь, определяется кремнесодержанием добавочной воды Схоб, размером ее добавка qхоб и кремнесодержанием конденсата Ск, который в простейшем случае представляет собой турбинный конденсат, а в общем случае является смесью турбинного и производственного конденсата, а также других возвращаемых в пароводяной цикл потоков (из баков запаса конденсата, баков низких точек и т.д).
На рис.4.1 (см. ниже) приведены значения предельно допустимых кремнесодержаний питательной воды согласно усредненным данным экспериментального и эксплуатационного химконтроля.
На рис.4.2-4.8 представлены предельно допустимые значения кремнесодержаний добавочной воды в зависимости от размера добавка, размера непрерывной продувки и кремнесодержания конденсата. <<Рисунки в конце текста.>>
При отношении расходов внутристанционного и производственного конденсатов на Саратовской ТЭЦ-2 в среднем 5:1, среднем кремнесодержании внутристанционного конденсата Свк=50 мкг/кг и производственного конденсата Спк=120 мкг/кг
Ск=(Свк*qвк+Спк*qпк)/(qвк+qпк) = (50*5+120*1).(5+1) = 62 мкг/кг
На Энгельской ТЭЦ-3 производственный конденсат пока не используется ввиду большой его загрязненности и Ск здесь равно кремнесодержанию внутристанционного конденсата – в среднем около 30 мкг/кг. Использование средневзвешенных показателей целесообразно для сокращения количества и улучшения обозримости расчетных данных.
Из рис.4.2-4.8 видно. что для уменьшения кремнесодержания насыщенного пара котлоагрегатов существуют следующие принципиальные возможности:
увеличение размера непрерывной продувки;
устранение присосов технической или охлаждающей воды, загрязняющих конденсат;
снижение кремнесодержания химобессоленной воды;
сокращение расходов наиболее загрязненных составляющих потоков питательной воды.
При этом дальнейшее улучшение пара по кремнесодержанию может быть достигнуто для Саратовской ТЭЦ-2 как за счет уменьшения присосов технической воды, так и улучшения качества химобессоленной воды, а для Энгельской ТЭЦ-3 – практически только за счет уменьшения кремнесодержания химобессоленной воды.
Так, уменьшение средневзвешенного кремнесодержания конденсата Саратовской ТЭЦ-2 до 43 мкг/кг против существующего Ск=62 мкг/кг, что реально возможно путем снижения кремнесодержаний внутреннего и возвратного производственного конденсата, допустимое кремнесодержание химобессоленной воды при продувке парогенераторов БКЗ-210-140 на уровне 2%, достигнет 110 мкг/кг и может быть достигнуто при существующих схеме водоприготовления и нормах удельных расходов реагентов. При большом кремнесодержании и большом расходе производственного конденсата целесообразно его использование в цикле водоприготовительной установки.
В соответствии с балансом поступления и удаления примесей питательной воды и котловых вод в парогенераторе, скорость роста наносных отложений может быть рассчитана исходя из доли вносимых с питательной водой соединений железа, осаждающихся в котле. Эта доля по эксплуатационным данным не более 30%. Однако эта оценка может оказаться заниженной, если в котловой воде присутствуют соединения железа, поступившие в результате внутрикотловой коррозии. Поэтому представляет интерес оценка максимально возможной доли примесей, образующих наносные отложения. Специальными расчетами (с использованием величин выноса в пар и кратностей упаривания соединений железа) установлено, что коэффициент осаждения ("константа" скорости накипеобразования) железа не превышает коэффициент выноса железа в пар. Следовательно, в худшем случае половина соединений железа, поступающих с питательной водой, может осесть в котле, а другая половина будет удалена из котловой воды с насыщенным паром (удалением соединений железа по линии непрерывной продувки можно пренебречь – тех.отчет № Х-1175).
Итак, не более 50% соединений железа, поступивших в котел, осаждается на поверхностях нагрева. Среднее содержание железа в питательной воде составило 50 мкгFe3O4/кг или 50 мг/т, что при средней паропроизводительности парогенератора D и 8000 часов его работы соответсвуюет 50*0,5*D*8000х10-6 кг отложений в год. Учитывая, что зона осаждения железоокисных соединений для современных котлов численно равна в м2 ~3Dном (по подсчетам Ю.М.Кострикина), а для более теплонапряженного БКЗ-320-140 ГМ меньше ~2Dном, получим скорость образования наносных отложений не более 65 г/м2год для парогенераторов БКЗ-320-140 и не более 45 г/м2год для БКЗ-210-140 и ТГМ-84. Такая оценка (не более 45 г/м2год) справедлива и для других парогенераторов ВД. Отклонения от указанных скоростей образования отложений могут возникнуть вследствие:
а) внутренней коррозии теплонапряженных экранных труб;
б) стояночной коррозии в период остановов котла;
в) эпизодических нарушений водного режима, когда фактические концентрации накипеобразователей в питательной воде намного выше их средних показателей в период нормального водного режима.
К внутренней коррозии теплонапряженных экранных труб могут приводить высокие и неравномерные местные тепловые нагрузки поверхностей нагрева. Подобные высокие местные тепловые нагрузки в той или иной мере являются следствием конструктивных особенностей котла и такие дефекты полностью не устранимы. Тем не менее, рациональное упорядочение топочного режима котлов должно привести одновременно и к улучшению показателей их водного режима.
Рисунки в конце