Инструкция по эксплуатации котла бкз 75 39

Обновлено: 06.05.2024

Паровые отопительные котлы БКЗ.

Энергетика, энергетическое и электротехническое оборудование

Котлы серии БКЗ (Барнаульский котельный завод) относятся к энергетическим котлам большой мощности и устанавливаются, в основном, на ТЭЦ
Котлы вертикально-водотрубные, с естественной циркуляцией, однобарабанные, с уравновешенной тягой (есть под наддувом), при сжигании твердого топлива шлакоудаление может быть твердое или жидкое. Компоновка поверхностей нагрева применяется П-образная, Т-образная, башенная. Сжигаемое топливо: газы природный, коксовый, каменные и бурые угли, лигниты, антрациты, доменный, мазут. Имеются проекты котлов паропроизводительностью 500 т/ч с использованием новой технологии сжигания твердого топлива в циркулирующем кипящем слое.
Чертеж котла серии БКЗ

БКЗ 320-140 ГМ предназначен для работы на природном газе и мазуте.
Котёл однобарабанный, вертикально-водотрубный, с естественной циркуляцией, П-образной компоновки, в газоплотном исполнении.
Установка котла закрытая.
Для организации топочного процесса топка оборудована шестью газомазутными горелками, расположенными на фронтовой стене топки в два яруса (по три горелки в каждом ярусе).
Для снижения концентрации окислов азота (NOx) на котле предусмотрена рециркуляция дымовых газов, а также применена схема двухступенчатого сжигания (воздушные сопла, установленные выше горелок).
Конструкция топочно-горелочного устройства обеспечивает нормативные выбросы вредных веществ за котлом.
Котёл поставляется транспортабельными блоками.
Общие параметры
Топливо Природный газ и мазут
Паропроизводительность, т/ч 320
КПД (брутто), % 93,68
Удельные выбросы оксидов азота (NOх) за котлом, мг/нм? 125/290
Параметры пара
Давление пара на выходе, МПа 13,8
Температура пара на выходе, °С 560
Габаритные размеры котла, м
Ширина по осям колонн 13,300
Глубина по осям колонн 16,300
Высшая отметка котла +27,400
Три котла БКЗ 320-140 ГМ установлены на ТЭЦ-9 Мосэнерго.

Подробно, устройство котла БКЗ 320-140 ГМ описано на сайте - StudFiles

На сайте СибЭнергоМаш можно посмотреть характеристики всех котлов серии БКЗ.

Инструкция по обслуживанию котлоагрегата

Настоящая инструкция составлена на основании заводской инструкции по монтажу и эксплуатации котлоагрегата, Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, Правил устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов. В ней приведены сведения по назначению, устройству и принципу действия основных элементов котлоагрегата БКЗ-75-39ФБ.

Инструкцию должны знать:

Машинист ЦТЩ управления котлами.
Старший машинист котельного оборудования.
Машинист-обходчик по котельному оборудованию 4 разряда.
ИТР КТЦ
НС БТС

I. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Котельный агрегат типа БКЗ-75-39 ФБ, вертикально-водотрубный, однобарабанный с камерной топкой, естественной циркуляцией, с тремя ступенями испарения, с П-образной компоновкой поверхностей нагрева.

Эксплуатация котла БКЗ-75/39-ГМА , страница 2

4.1.2.11. Для преодоления сопротивления газового тракта и выброса продуктов сгорания в атмосферу через дымовую трубу на котле установлен дымосос типа ДН-24 ГМ, а для подачи воздуха на котел - дутьевой вентилятор типа ВДН-20. Газовый тракт котла оборудован взрывными предохранительными клапанами, смонтированными в верхней части топки и опускном газоходе.

4.2. Условные обозначения

В инструкции применена нумерация оборудования, задвижек, вентилей, регулирующих и отсечных клапанов, шиберов и направляющих аппаратов, состоящая из буквенных обозначений и порядковых номеров. Буквенные обозначения являются сокращенным наименованием рабочей среды, потока и оборудования - цифра, стоящая после буквенного обозначения, является порядковым номером котла, а следующие за ней цифры являются порядковыми номерами запорного органа.

Буквенным обозначениям соответствуют:

Пар Перегретый после пароперегревателя;

Пар после Пароперегревателя в Дренаж;

Пар Перегретый к Предохранительному клапану

Пар из Барабана к Предохранительному клапану

Пар Редуцированный для Мазутопроводов;

Пар на продувку Мазутных форсунок в Горелках;

Вода Питательная через Регулирующий клапан;

Вода Питательная в Дренаж;

Вода котловая через линию Рециркуляции

Вода котловая в Дренаж Аварийно (аварийный сброс);

Вода котловая в Дренаж с Непрерывной продувкой;

Газ Природный к Котлу;

Газ Природный через Регулирующий клапан;

Газ Природный через Отсечной клапан;

Газ Природный к Горелке;

Газ Природный на Свечу;

Газ природный к Запально защитному Устройству;

Мазут Высокого давления;

Мазут Высокого давления через Регулирующий клапан;

Мазут Высокого давления через Отсечной клапан;

Мазут Высокого давления перед Горелками;

Дымовые Газы через Регулятор

Воздух через Регулятор

Воздух к Горелке

4.3. Описание действия защит и блокировок

4.3.1 Описание действия защит, останавливающих котел

Прекращение подачи топлива в топку.

Отключение котла от действующего паропровода.

После прекращения горения в топке, дымосос и вентилятор остаются в работе 15 мин. Тяжелая обмуровка котла продолжает отдавать аккумулированное тепло. Закрытие задвижки ПП-11, останавливает движение пара по трубам пароперегревателя, которые, остаются без охлаждения. Открытие вентиля ППД-12 обеспечивает продувку пароперегревателя в расширитель и предохраняет металл труб от перегрева.

4.3.2 Описание действия защит, изменяющих рабочую схему котла

При повышении уровня в барабане открывается вентиль на линии аварийного сброса

При понижении уровня в барабане закрывается вентиль на линии аварийного сброса

Эксплуатация котла БКЗ-75/39-ГМА , страница 5

4.6.6. Питание котла в первоначальный период прогрева котла после растопки не ведется. Уровень воды в барабане повышается от нагрева.

4.7 Проверка сигнализации, защит и блокировок перед пуском котла

4.7.1. Проверка блокировок.

Блокировка препятствует выполнению какой-либо операции при отсутствии необходимых условий и разрешает выполнение этой операции только при наличии этих условий. Проверка заключается в попытке выполнить запрещенную операцию, а затем выполнить эту же операцию с соблюдением условий.

4.7.1.1. Проверка блокировки открытия задвижек ГПГ-14 (15, 16) до открытия задвижки ГПГ-11.

4.7.1.2. Проверка блокировки открытия задвижек ГПГ-11 (12, 13) до открытия задвижки ГПК-1.

4.7.1.3. Проверка блокировки открытия вентилей МВГ-14 (15, 16) до открытия вентиля МВГ-11.

4.7.1.4. Проверка блокировки открытия вентилей МВГ-11 (12, 13) до открытия вентиля МВ-11.

4.7.2. Пробный пуск дымососа ДС-10, дутьевого вентилятора ДВ-1, проверка блокировок и защит.

4.7.2.1. Проверка блокировки дымосос-вентилятор.

4.7.2.2. Проверка дымососа ДС-10 и дутьевого вентилятора в работе.

4.7.3. Проверка сигнализации других защит котла.

4.7.3.1. Собрать схему котла, имитирующую его рабочий режим.

4.7.3.2. Проверка срабатывания сигнализации и защит.

4.7.3.3. Проверка защиты по погасанию факела в топке.

4.7.3.4. Проверка защиты по понижению давления мазута.

4.7.3.5. Проверка защиты производится во время продувки газопровода котла газом.

4.7.4. Проверку защит, сигнализации, блокировок выполнить в течение 2 (двух) часов.

4.8 Растопка котла на газе

4.8.1. Подача газа к котлу.

4.8.2. Вентиляция топки и газоходов.

4.8.3. Розжиг растопочной горелки №2 на газе.

4.8.3.1. Розжиг горелки при помощи защитно-запального устройства (ЗЗУ).

4.8.3.2. Розжиг горелки от ручного запальника.

4.8.4. Увеличение нагрузки горелки.

4.8.4.1. Продолжительность нормальной растопки котла вплоть до его включения в паропровод котельной должна составлять не менее 4 часов. Нагрузку горелки при растопке увеличивать в соответствии с графиком подъема давления.

4.8.5. Розжиг остальных горелок.

4.8.5.1. Розжиг растопочных горелок №№1,3 выполнять аналогично.

4.8.5.2. Розжиг горелок №№4,5,6 выполнять от растопочных (после розжига горелок №№1,2,3).

4.9 Розжиг горелок на мазуте

4.9.1. Подача мазута к котлу.

4.9.2. Вентиляция топки и газоходов.

4.9.3. Розжиг растопочной горелки №2 на мазуте.

4.9.3.1. Розжиг горелки при помощи защитно-запального устройства (ЗЗУ).

4.9.3.2. Розжиг горелки от ручного запальника.

4.9.4. Увеличение нагрузки горелки.

4.9.5. Розжиг остальных горелок.

4.10 Подъем давления и включение котла в паропровод котельной

Во время подъема давления в котле необходимо: проверять исправность действия манометров (проверка на нуль), выполнять продувку водоуказательных колонок, продувку нижних коллекторов экранов, непрерывную и периодическую продувку выносных циклонов, проверять предохранительные клапаны.

4.10.1. График подъема давления.

4.10.1.1.Подогрев воды в котле до появления пара из воздушников осуществлять не менее 0,5 часа.

4.10.1.2. Подъем давления пара в котле от 0 до 3 кгс/см 2 в течение 1,5 часа.

4.10.1.3. Подъем давления пара в котле от 3 до 10 кгс/см 2 в течение 1 часа.

4.10.1.4. Подъем давления пара в котле от 10 до 39 кгс/см 2 в течение 1 часа.

4.10.2. При разогреве котла и подъеме давления:

4.10.2.1. При повышении давления пара в котле выше атмосферного и появлении пара из воздушников машинисту-обходчику закрыть воздушники на барабане, выносных циклонах и пароперегревателе.

4.10.2.2. Машинисту ЦТЩУ поддерживать растопочный уровень воды в барабане (-100 мм).

4.10.2.3. Старшему машинисту вести контроль за тепловым расширением экранов и барабана котла по установленным реперам, сверяя перемещения реперов с исходным положением перед растопкой. При отставании прогрева какого-либо экрана, выполнить продувку экрана через нижние точки коллекторов. Если это не поможет, прекратить растопку, найти причину защемления элемента котла, устранить. После этого возобновить растопку котла.

Наладка котлов БКЗ-75-39 ФБ с нижним дутьём. Возможности снижения выбросов оксидов азота

«Правила технической эксплуатации тепловых энергоустановок» (утв. приказом Министерства энергетики РФ от 24.03.2003 г. № 115) обязывают выполнять следующие требования:

– при работе тепловых энергоустановок следует принимать меры для предупреждения или ограничения вредного воздействия на окружающую среду выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и сбросов в водные объекты, шума, вибрации и иных вредных физических воздействий, а также по сокращению безвозвратных потерь и объёмов потребления воды (п. 2.12.2);

– количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от тепловых энергоустановок не должно превышать установленных норм предельно допустимых выбросов (лимитов)… (п. 2.12.3).

Кроме того, в «Правилах технической эксплуатации электрических станций и сетей» (утв. приказом Министерства энергетики РФ от 19.06.2003 г. № 229) указывается: «При эксплуатации котлов должны быть обеспечены: . допустимые выбросы вредных веществ в атмосферу» (п. 4.3.1).

Среди веществ, выбрасываемых в атмосферу при сжигании органического топлива в котельных установках, особое место занимают токсичные оксиды азота NO_x (главным образом – монооксид азота NO и в меньшей степени – диоксид NO₂).

Количество образующихся оксидов азота зависит от характеристики топлива и от конструктивного исполнения топочной камеры. В топках при горении топлива образуется 95-99% монооксида азота NO и 1-5% диоксида азота NO₂ [3].

Диоксид азота относится к III классу опасности и более опасен, чем оксид углерода CO, относящийся к IV классу опасности: «диоксид азота . Это сильный окислитель, реагирует с влагой дыхательных путей, образуя азотную кислоту: 3NO₂ + H₂O = 2HNO₃ + NO. Этим и объясняется вредное воздействие диоксида азота на человека, приводящее к развитию отёка лёгких. Ощущение запаха и незначительное раздражение во рту отмечаются при концентрациях NO₂ = 0,0002 мг/дм 3 . При концентрациях выше 0,054 мг/дм 3 наблюдаются тяжёлые отравления, вплоть до смертельных» [1].

В связи с вышеизложенным, говорить о том, что при наладке и эксплуатации котлов необходимо проводить мероприятия, направленные, в том числе, на снижение выбросов оксидов азота, было бы излишним.

Исходные данные

Несколько лет назад в котельной КраМЗа (ныне «КраМЗЭнерго») была проведена наладка котельного агрегата БКЗ-75-39 ФБ, ст. № 2, работающего на Ирша-Бородинском буром угле. Котёл – однобарабанный, с естественной циркуляцией, П-образной компоновки предназначен для выработки перегретого пара.

Для подачи топлива на котле имеются две пылесистемы прямого вдувания, с молотковыми мельницами ММТ 1300/2564 и гравитационными сепараторами. Оборудован двумя усовершенствованными пылеугольными прямоточными инжекционными горелками, расположенными с фронта котла, по одной на каждую мельницу. Конфигурация горелок разработана специально для работы котла с нижним дутьём.

Мельницы, сепарационные шахты, горелки и прочие элементы, находящиеся слева от фронта котла, имеют обозначение «А», находящиеся справа – «Б».

Топочная камера объёмом 454 м 3 полностью экранирована трубами Ø60×3, схема испарения – трёхступенчатая. Трубы фронтового, заднего экранов и нижней части образуют холодную воронку. В верхней части трубы заднего экрана разведены в четырёхрядный фестон. Экраны разделены на 12 самостоятельных циркуляционных контуров.

В барабане котла диаметром 1500 мм имеется чистый отсек I ступени испарения и два солевых отсека II ступени (по торцам барабана), оборудованные внутрибарабанными циклонами, III ступень вынесена в выносные циклоны, пар из которых поступает в барабан.

Пароперегреватель – конвективный, вертикального исполнения, змеевиковый с коридорным расположением труб, выполнен из двух блоков, расположенных в поворотном газоходе между топкой и опускным газоходом.

Экономайзер – стальной трубчатый с шахматным расположением труб.

Воздухоподогреватель – стальной трубчатый вертикального типа с шахматным расположением труб.

На котле смонтированы воздуховоды и сопла нижнего дутья, через которые часть горячего воздуха подаётся в холодную воронку (нижнее дутьё организовано по предложению научной группы из Красноярского политехнического института (в настоящее время – СФУ), для оптимизации процесса горения топлива и сокращения вредных выбросов. – Прим. авт.).

Горячий, организованно подаваемый воздух после воздухоподогревателя разделяется по следующим направлениям:

1) первичный воздух подаётся на мельницы для подсушки и транспортировки угольной пыли;

2) вторичный воздух подаётся в сопла горелок, обеспечивает необходимый избыток воздуха и температуру для начала горения топлива;

3) третичный воздух (заднее дутьё) подаётся на заднюю стенку топки, для дожигания летучих и для того, чтобы «отдуть» пламя от заднего экрана;

4) нижнее дутьё подаётся в холодную воронку для полноты сгорания топлива.

Воздуховоды первичного, вторичного воздуха, нижнего дутья имеют ранее протарированные согласно [1] сечения для измерений скоростей и расходов.

Воздуховоды заднего дутья протарировать и точно измерить расходы и скорости невозможно из-за их изгибов и близости регулирующего шибера, создающих слишком большие завихрения в потоке. Открытие заднего дутья контролируется по статическим микродавлениям воздуха и положениям шиберов.

Сводная ведомость результатов измерений составлена в программе Excel. В таблице набраны вспомогательные величины и формулы, позволяющие по результатам измерений быстро получать значения расходов воздуха и дымовых газов, пересчитанные для нормальных условий, уточнённые коэффициенты избытка воздуха, величины вредных выбросов и тепловые потери. Тепловые потери и КПД (брутто) котла, расход топлива считаются методом обратного баланса.

Например, зная измеренный динамический напор воздуха в данный момент, его температуру и давление, можно быстро получить расход воздуха, для удобства приведённый к нормальным условиям.

В данной работе вся Сводная ведомость не приводится из-за её громоздкости и большого количества вспомогательных величин, а приводится только выборка из неё с основными показателями по вредным выбросам (см. ниже).

Единственное, что нельзя сделать быстро, – это определить механический недожог q₄. Но величина q₄ обычно незначительна и мало влияет на определение расхода топлива, а, если ранее анализ золы делался многократно, то, ориентируясь на цвет золы, вместо рассчитанного q₄ для наладки вполне можно взять ожидаемый q₄. То же самое относится к определению процента продувки.

Таким образом, можно получить расход топлива с достаточной для наладки точностью. Если необходимо, в дальнейшем эти недостающие величины можно определить точно по результатам анализа проб.

Измерительные приборы и приспособления:

1) переносной газоанализатор немецкого производства;

2) напорные измерительные трубки модификации НИИОГАЗ и Пито (аналогичные трубкам Прандтля);

3) термометры переносные;

4) ситовой вибрационный анализатор пыли (АСВ-300) и приспособление для отбора проб топливной пыли.

Общий подход к наладке котла с регулировкой выбросов оксидов азота

В представленной работе применены локальные коэффициенты соотношений отдельных направлений организованно подаваемого воздуха к теоретически необходимому.

Локальные коэффициенты получены следующим образом. Известны мгновенные расходы воздуха разных направлений и результаты сделанных одновременно анализов дымовых газов. Известен расход топлива, а его характеристики можно взять средние из последних анализов топлива или усреднённые данные из последних сертификатов. Таким образом, если умножить расход топлива на теоретически необходимый объём воздуха (B×V 0 ), можно получить количество теоретически необходимого воздуха, выраженное в нм 3 /ч. Это позволяет применить локальные соотношения организованно подаваемого воздуха различных направлений к теоретически необходимому.

В данной работе применены следующие локальные коэффициенты:

После серии опытов составлены графики, на которых приведены локальные коэффициенты и одновременно измеренные концентрации NO_x. Получается чёткое и ясное представление, какие направления организованно подаваемого воздуха как именно влияют на образование оксидов азота, перспективы и возможности дальнейшей регулировки воздушного баланса.

Применение локальных коэффициентов в качестве ориентиров при анализе полученных в результате наладочных опытов данных даёт по сравнению с другими параметрами ряд преимуществ:

1) меньше зависимость от перепадов нагрузки котла и связанных с ними перепадов расходов, температур и пр.;

2) большая наглядность влияния расходов воздуха отдельных направлений на образование оксидов азота;

3) возможность прогнозировать развитие ситуации по образованию оксидов азота при регулировке воздушного баланса и заранее задаваться необходимыми расходами воздуха для следующего опыта.

Наладочные работы по сокращению выбросов оксидов азота на котлоагрегате БКЗ-75-39 ФБ, ст. № 2

Проведены две серии наладочных опытов, результаты которых приведены в сокращённых Сводных ведомостях. Первая серия опытов проводилась, когда мельничные била были достаточно изношены (табл. 1).

Таблица 1. Сводная ведомость 1: (выборка) итогов обработки результатов испытаний по регулировке вредных выбросов к/а БКЗ-75-39 ФБ, ст. № 2 (износ бил: ММТ «А» – 1125÷1317ч; ММТ «Б» – 1412÷1604 ч).

Вторая серия опытов была проведена после замены мельничных бил (табл. 2).

Таблица 2. Сводная ведомость 2: (выборка) итогов обработки результатов испытаний по регулировке вредных выбросов к/а БКЗ-75-39 ФБ, ст. № 2 (износ бил: ММТ «А» – 0÷288 ч; ММТ «Б» – 87÷375 ч).

В графическом изображении видим следующее.

Если образование оксидов азота и оксида углерода отслеживать в зависимости от избытка воздуха, измеренного в дымовых газах за котлом, то зависимость наблюдается недостаточно чётко, данные сильно разбросаны (рис. 1). А если установить зависимость от локальных коэффициентов, то можно наблюдать более ясную картину изменения выбросов (рис. 2-5).

Рисунок 2. Концентрации NO_x и CO в дымовых газах и соотношение организованно подаваемого воздуха «первичный + вторичный + нижнее дутьё» к теоретически необходимому.

Установлено, что наибольшее влияние на образование оксидов азота оказывает количество «первичного + вторичного» воздуха (рис. 3), при этом особое значение имеет первичный воздух. Особое значение первичного воздуха объясняется его большим количеством, и даже малое изменение степени его открытия более заметно по сравнению с воздухом других направлений (рис. 2). Наилучший результат получен при работе котла на нагрузке 58 т/ч и вхождении в режим «контролируемого недожога» (табл. 2).

Рисунок 3. Концентрации NO_x и CO в дымовых газах и соотношение организованно подаваемого воздуха «первичный + вторичный» к теоретически необходимому.

Рисунок 4. Концентрации NO_x и CO в дымовых газах и соотношение первичного воздуха к теоретически необходимому.

Рисунок 5. Удельные выбросы NO_x и CO и соотношение организованно подаваемого воздуха «первичный+вторичный» к теоретически необходимому.

Найти такой режим, когда выбросы NO_x снижаются существенно, помогает применение локальных коэффициентов. Зима 2016-2017 гг. не была очень морозной, поэтому котлы работали на средних нагрузках. Если котлы будут работать на нагрузках, близким к номинальной, можно попытаться и дальше снизить удельные выбросы.

Итак, в ходе опытов установлена особая роль первичного воздуха в образовании оксидов азота, величине избытка воздуха и, как следствие, КПД котла. Но от чего зависит количество подаваемого первичного водуха? Возможности его регулировки простым изменением положения шиберов первичного воздуха на молотковых мельницах довольно ограничены.

Предлагаем две рекомендации.

1. Есть чёткая зависимость количества подаваемого первичного воздуха от степени изношенности мельничных бил. Не случайно приведённые в статье опыты условно разбиты на две серии: на работу мельниц с изношенными билами и с новыми билами. Результаты резко отличаются.

Машинисты котла ведут режим по показаниям амперметров мельниц. Когда билы изношены, то чтобы не «завалить» мельницу, первичный воздух открывают больше. При изношенных билах так же снижается самовентиляция мельницы. Тут уж ничего не поделаешь, – била должны отработать свой ресурс. Можно только посоветовать ставить качественные билы с местной закалкой.

Регулировка положения факела

При наладке пылеугольных котлов не менее важно правильно отрегулировать положение факела. Положение факела контролирутся визуально через лючки-гляделки, а регулировка производится изменением воздушного баланса.

Правильно отрегулированный факел выглядит так. Факел спокойный, неяркого жёлтого цвета. Снизу факела потоки движутся с небольшой скоростью, аэросмесь, воспламеняясь от топочных газов, образует небольшие закручивающиеся «языки». Нижний край факела опускается почти до самой холодной воронки. Сверху факела у амбразуры допускается наличие струй невоспламенившейся аэросмеси длиной около 0,5÷1 м, аэросмесь полностью воспламеняется уже ближе к центру топки. В задний экран не должны бить «упругие» струи факела с горящими частицами, допускается касание заднего экрана мягких «языков», в которых основная масса топлива уже выгорела (рис. 6).

Рисунок 6. Правильное положение факела котла БКЗ-75-39 ФБ с нижним дутьём (здесь и далее: 1 – воздуховоды первичного воздуха, 2 – воздуховоды вторичного воздуха, 3 – третичный воздух (заднее дутьё), 4 – нижнее дутьё).

Такое положение факела обеспечивает низкую температуру уходящих газов и, как следствие, уменьшение тепловых потерь. Улучшаются возможности снижения выбросов оксидов азота. Отсутствует опасное прогрессирующее шлакование экранов.

Чрезмерное открытие первичного и вторичного воздуха характеризуется высокими скоростями потоков в факеле. Аэросмесь воспламеняется быстро, уже внутри амбразуры горелки (рис. 7). Цвет факела ослепительно яркий, ядро факела расположено близко к горелкам. Крупные горящие частицы с большой скоростью долетают до заднего экрана и могут вызвать прогрессирующее образование шлака на экранах, который не удаляется обдувочными аппаратами. В топке наблюдается сепарация крупных горящих частиц, которые летят в топочном пространстве отдельно от факела. Сепарация является вредным и нежелательным явлением. Такой факел даёт повышенные тепловые потери с уходящими газами q₂, повышает образование оксидов азота, создаёт опасность шлакования экранов.

Рисунок 7. Вид факела при чрезмерной подаче первичного и вторичного воздуха. Неправильное положение факела.

Рисунок 8. Вид факела при чрезмерном открытии нижнего дутья. Неправильное положение факела.

Попытки подать слишком большое количество воздуха через нижнее дутьё приводят к следующему. Потоки воздуха нижнего дутья, вторичного воздуха и аэросмеси не закручиваются по вертикали, а складываются в один общий поток, направленный вверх. Тогда факел оказывается высоко, под самым фестоном (рис. 8). Топливо находится в топке очень малое время и не успевает догорать. Горящие частицы пролетают через фестон, пароперегреватель, через все конвективные поверхности нагрева. Температура уходящих газов поднимается до недопустимых и опасных значений: 180-200 о C. Несгоревшие частицы топлива откладываются в конвективных поверхностях нагрева и даже в золоуловителе, что угрожает загоранием и необратимыми повреждениям элементов котла. Из дымовой трубы идёт черный дым, несмотря на достаточное количество подаваемого воздуха. Конечно, ни о какой экономичности работы котла и сокращении вредных выбросов в этом случае речь не идёт.

Общее количество воздуха, которое можно подавать через нижнее дутьё без негативных последствий, составляет 7-9% от всего организованно поданного воздуха.

Роль тонкости помола топливной пыли

При наладке пылеугольных котлов важнейшее значение имеет тонкость (тонина) помола угля. Практический опыт наладки показал, что для Ирша-Бородинского бурого угля наилучшим помолом является тот, что рекомендован в литературе: 50-60% по остатку на сите R₉₀ для молотковых мельниц. Такой помол обеспечивает ровное и стабильное горение с оптимальным избытком воздуха. При таком помоле удобно добиваться и экономичности работы котла, и сокращения вредных выбросов.

Угрубление же помола таких высокореакционных углей, как Ирша-Бородинский бурый, приводит к следующим явлениям:

1. Повышается риск шлакования экранных труб и других элементов котла;

2. Увеличивается механический недожог и потери тепла q₄;

Грубый помол способствует пульсации разрежения в топке, что, в свою очередь, может привести к опасным резким выбросам топочных газов в помещение котельной;

3. Повышается температура уходящих газов и потери тепла q₂;

4. Грубый помол на молотковых мельницах обуславливает повышенное количество первичного воздуха и, как минимум, не способствует сокращению образования оксидов азота.

Попытки за счёт угрубления помола придать некий вектор, направленный вниз, с целью обеспечить «закручивание» факела по вертикали, не приводят к желаемым результатам, а только к вышеперечисленным нежелательным явлениям. Более того, если появляются крупные фракции (более 0,4 мм), уголь может падать в шлаковую шахту и там гореть, что чревато несчастным случаем при удалении шлака.

Исключением может быть работа котла на минимально допустимых нагрузках, на одной (из двух) пылесистеме. Тогда помол может быть до 70% по остатку на сите R₉₀ без особых последствий для топочного режима.

Выводы

Применение нижнего дутья на котлах БКЗ 75/39 ФБ позволяет снижать выбросы оксидов азота без увеличения тепловых потерь и даже с их уменьшением.

Сокращение выбросов оксидов азота происходит не за счёт вихревого сжигания и «закручивания» факела, а за счёт уменьшения избытка воздуха. Наиболее эффективной является регулировка с уменьшением местных, локальных избытков воздуха.

Попытки организовать вихревое сжигание высокореакционных углей в топках тесных, неприспособленных для вихревого сжигания, не приводит к желаемым результатам.

Возможности дальнейшего уменьшения вредных выбросов на данных котлах не исчерпаны. Особый интерес представляет режим «контролируемого недожога». Для решения проблем необходим комплексный подход с объединением усилий наладки, эксплуатации и ремонта.

Литература

1. В.И. Трембовля, Е.Д. Фингер, А.А. Авдеева «Теплотехнические испытания котельных установок», М., Энергоиздат, 1991.

2. РД 153-34.1-26.303-98 «Методические указания по проведению эксплуатационных испытаний котельных установок для оценки качества ремонта», ОРГРЭС, М., 2000.

3. РД 34.02.304-95 «Методические указания по расчету выбросов оксидов азота с дымовыми газами тепловых электростанций».

4. СО 34.02.320-2003 Методические указания «Организация контроля газового состава продуктов сгорания стационарных паровых и водогрейных котлов».

5. РД 34.02.305-98 «Методика определения валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от котельных установок ТЭС».

6. «Измерительные технологии для отопительного оборудования». Практическое руководство. Testo AG, 2012.

7. СТО 70238424.27.060.01.009-2009 «Мельницы молотковые тангенциальные. Общие технические условия на капитальный ремонт. Нормы и требования.

Тренажер котла БКЗ-75

Тренажер котла БКЗ-75-39ГМА для подготовки персонала котлотурбинного цеха построен на основе программно-технического комплекса, разработанного компанией АО «ТЭСТ». Тренажер моделирует работу основного и вспомогательного оборудования котла, алгоритмов управления и защиты, имитирует управление с операторских станций, является средством обучения, предэкзаменационной подготовки и экзаменационного тестирования оперативного персонала ТЭЦ.

Для повышения уровня профессионализма и дальнейшей аттестации данный тренажер предполагает обучение, тренировку и тестирование персонала по следующим специальностям:

машинистов котлов;
старших машинистов котельного оборудования;
начальников смен;
начальников котельного отделения.

В состав объекта-прототипа тренажера котлоагрегата БКЗ-75-39ГМА входят:

котел БКЗ-75-39ГМА;
вспомогательное оборудование.

Краткое описание объекта.

Паровой котел БКЗ-75-39ГМА предназначен для получения перегретого пара при сжигании жидкого топлива (мазута) и углеводородного (топливного) газа, получаемого при переработке нефти.

В качестве жидкого топлива используется мазут марки 100 II вида.

Газовое топливо представляет собой смесь горючих и негорючих газов. Горючими составляющими являются: предельные и непредельные углеводороды (метан, этан, пропан, бутан и др.), водород, окись углерода. Негорючими составляющими являются: азот, углекислый газ, кислород.

Котел спроектирован для работы с параметрами:

производительность по пару 75 т/час;
давление пара в барабане котла 43 кгс/см 2 ;
давление пара за паровой задвижкой 39 кгс/см 2 ;
температура перегретого пара 440 о С;
температура пара до пароохладителя 360 о С;
температура пара после пароохладителя 340 о С;
температура питательной воды перед водяным экономайзером 1-ой ступени 145 о С;
температура уходящих газов при номинальной нагрузке 175 о С.

дымососом типа ДН-24;
дутьевым вентилятором типа ВДН–20–IIУ.

Состав тренажера:

Математическая интегральная модель котла БКЗ-75.
Математические модели вспомогательного оборудования.
Модель защит, блокировок, сигнализаций и автоматики.
Модель реальной АСУ ТП блока (защит, блокировок, сигнализаций, автоматики).
Развитая конфигурация сети (подключение любого количества компьютеров).
Пульт инструктора.
Контролирующая программа, позволяющая фиксировать неправильные действия оператора энергообъекта (несоответствие логике и смыслу правил технической эксплуатации).
Комплект нештатных ситуаций для котла БКЗ-75;
Комплект автоматизированных сценариев тренировок с оценкой выполнения задания.
Возможность построения любых диспетчерских графиков и работа по этим графикам.
Сохранение режимов и запуск тренажера из любого сохраненного состояния;
Протоколирование: действий оператора, ошибок, сигнализаций, защит, блокировок
Контроль ТЭП, графопостроение для всех параметров, состояния механизмов и арматуры.
Система поддержки оператора
Ускорение и замедление процессов, замораживание ситуаций, возврат ситуаций.
Эксплуатационная документация, в том числе описание тренажера, справочные материалы, задания, пошаговые инструкции и т.д.
Оптимизация программного обеспечения (с применением современных информационных технологий и современных методов моделирования) с возможностью установки тренажера как на одном компьютере, а так и на любом количестве компьютеров.

Математическое описание тренажера.

Математическая модель теплогидравлической части объекта состоит из дифференциальных уравнений, основанных на рассмотрении физической природы процессов, то есть стандартных балансовых уравнений, а количественные зависимости и направленность процессов определяются законами термодинамики, гидродинамики, аэродинамики и т.д. Зависимости между параметрами связей однозначно и единообразно описываются уравнениями энергетического, расходного и гидравлического балансов в элементах оборудования, а также уравнениями изменения энтальпии каждого из видов теплоносителя.

В состав математического описания тренажера котла БКЗ-75 входят следующие подсистемы:

Состав моделируемых режимов.

В тренажере моделируются следующие режимы:

Подготовка оборудования котла к работе.
Пуски котла из любого теплового состояния.
Останов котла.
Работа в любом диапазоне нагрузок.
Нагружение котла.
Работа с автоматическим и(или) ручным регулированием.
Работа котла в нештатных режимах.

Состав базовых сценариев тренировок.

Каждое задание составлено на основе эксплуатационных инструкций, действующих на электростанции, и представляет собой одну из стандартных технологических операций. Тренажер снабжен стандартным набором заданий для тренировок, после выполнения которых автоматически выставляется оценка.

Заполнение котла водой.
Растопка котлоагрегата.
Останов котла.

Состав нештатных ситуаций.

В тренажер включен стандартный набор нештатных ситуаций, служащих для подготовки оперативного персонала к парирующим действиям в таких случаях. С помощью таблиц вводных задаются отказы в работе технологического оборудования, арматуры, систем автоматики, электрооборудования.

Имеется функция задержки по времени на ввод любой из ситуаций в действие. Задержка указывается в правом нижнем углу поля каждой аварийной вводной.

Отказы в работе.

1.1. Отказы в работе арматуры:

самопроизвольное открытие без возможности управления;
самопроизвольное закрытие без возможности управления;
самопроизвольное зависание без возможности управления;
отказ команды на закрытие в ручном режиме;
отказ команды на открытие в ручном режиме;
полная потеря управления объектом.

1.2. Отказы в работе механизмов:

несанкционированное отключение;
несанкционированное включение (невозможность действия защит, автоматики, управления).

1.3. Регулирующие клапаны:

самопроизвольное открытие без возможности управления;
самопроизвольное закрытие без возможности управления;
самопроизвольное зависание без возможности управления;
отказ команды на закрытие в ручном режиме;
отказ команды на открытие в ручном режиме;
полная потеря управления объектом;
отказ в работе автоматики: полное открытие;
отказ в работе автоматики: полное закрытие;
отказ в работе автоматики: зависание.

1.4. Отказ в работе любой защиты.

Аварийные ситуации в работе котла БКЗ-75.

2.1. Ухудшение качества топлива.

2.2. Снижение давления мазута до 10 кгс/см 2 .

2.3. Разрыв экранных труб.

2.4. Разрыв трубок экономайзера.

2.5. Разрыв трубок ширм п/п нитка А.

Технические требования

Для функционирования тренажера необходимы:

процессор c частотой не мене 2ГГц;

оперативная память емкостью не менее 4Гб;

свободная дисковая память емкостью не менее 2 Гб;

видеокарта с внутренней памятью не менее 128 Мб;

монитор с разрешением не менее 1920×1080 (рекомендуемое разрешение 1920×1200), для удобства возможно использование нескольких мониторов;

звуковая карта и колонки;

сетевая карта 100Мбит (для сетевого варианта Тренажера);

В случае, если требуется печать выходных документов (протоколов, графиков и т.п.), подключите к компьютеру принтер;

Тренажер предназначен для работы в среде Microsoft Windows 10/8/7/Vista/XP. Для работы Тренажера необходимо установить сервер баз данных MySQL.

АУК по эксплуатации котла БКЗ-75

Полное наименование: «Автоматизированный обучающий курс «Эксплуатация котлоагрегата БКЗ-75-39ФБ».

Условное обозначение: «АУК по эксплуатации котла БКЗ-75».

Год выпуска: 2007.

Автоматизированный учебный курс по эксплуатации котлоагрегата БКЗ-75 разработан для подготовки оперативного персонала, обслуживающего котельные установки данного типа и является средством обучения, предэкзаменационной подготовки и экзаменационного тестирования персонала ТЭЦ.

АУК составлен на основе нормативно-технической документации, используемой при эксплуатации котлов БКЗ-75-39ФБ. В нем содержится текстовый и графический материал для интерактивного изучения и тестирования обучаемых.

В данном АУКе описываются конструктивные и технологические характеристики основного и вспомогательного оборудования котлов БКЗ-75, а именно: топочная камера, барабан, пароперегреватель, конвективная шахта, узел питания, тягодутьевые устройства, регулирование температур пара и воды и т.д.

Рассматриваются пусковые, штатные, аварийные и остановочные режимы работы котельной установки, а также основные критерии надежности при прогреве и расхолаживании паропроводов, экранов и других элементов котла.

Рассмотрена система автоматического регулирования котла, система защит, блокировок и сигнализации.

Определен порядок допуска к осмотру, испытаниям, ремонту оборудования, правила техники безопасности и взрывопожаробезопасности.

Состав АУКа:

Автоматизированный учебный курс (АУК) является программным средством, предназначенным для первоначального обучения и последующей проверки знаний персонала электрических станций и электрических сетей. Прежде всего, для обучения оперативного и оперативно-ремонтного персонала.

Основу АУКа составляют действующие производственные и должностные инструкции, нормативные материалы, данные заводов-производителей оборудования.

АУК включает в себя:

раздел общетеоретической информации;
раздел, в котором рассматриваются конструкция и правила эксплуатации конкретного типа оборудования;
раздел самопроверки обучаемого;
блок экзаменатора.

АУК помимо текстов, содержит необходимый графический материал (схемы, рисунки, фотографии).

Информационное содержание АУК.

Текстовый материал составлен на основе инструкций по эксплуатации котлоагрегата БКЗ-75-39ФБ, заводских инструкций, других нормативно-технических материалов и включает в себя следующие разделы:

1. Эксплуатация котлоагрегата БКЗ-75-39ФБ.
Введение.
1.1. Краткая характеристика котлоагрегата.
1.1.1. Подготовительные операции.
1.1.2. Растопка на газе.
1.1.3. Растопка на мазуте.
1.2. Растопка котла из неостывшего состояния.
1.3. Обслуживание котла во время работы.
1.4. Останов котла.
1.5. Аварийные положения.
1.6. Основные указания по технике безопасности, врыво- и пожаробезопасности.
1.7. Вывод котлоагрегата в ремонт.
1.8. Дополнения и изменения к инструкции по эксплуатации котлоагрегата БКЗ-75-39ФБ.
2. Эксплуатация тягодутьевых установок паровых котлов ст.№1-6.
2.1. Общая часть.
2.2. Подготовка тягодутьевой установки к пуску.
2.3. Пуск тягодутьевой машины.
2.4. Обслуживание тягодутьевой установки во время работы.
2.5. Останов тягодутьевой машины.
2.6. Неполадки в работе тягодутьевых машин.
2.7. Требования по технике безопасности и пожаробезопасности.
Приложение. Техническая характеристика тягодутьевых машин.

Графический материал в данном АУКе представлен в составе 15 рисунков и схем:
2.1. Котлоагрегат БКЗ-75-39ФБ.
2.2. Внутрибарабанные устройства (общий вид).
2.3. Горелка газомазутная.
2.4. Схема пароводяного тракта.
2.5. Схема газовоздушного тракта.
2.6. Схема газопроводов котла БКЗ-75-39ФБ.
2.7. Схема паромазутопроводов котла БКЗ-75-39ФБ.
2.8. Пароводяной тракт котла БКЗ-75-39ФБ.
2.9. Схема пароперегревателя котла типа БКЗ-75-39ФБ.
2.10. Схема периодических продувок, непрерывной продувки и дренажей котла типа БКЗ-75-39ФБ.
2.11. Схема отбора проб пара и котловой воды котла БКЗ-75-39ФБ.
2.12. Трубопроводы питательной воды.
2.13. Трубопроводы технического и циркуляционного водоснабжения.
2.14. График пуска паровых котлов из различного теплового состояния, прогрева паропроводов и останова паровых котлов.
2.15. Режимная карта котла БКЗ-75-39 при сжигании природного газа.

Проверка знаний

Экзамен

Читайте также: