Это позволяет считать математическую модель адекватной, точность приемлемой и дает возможность перейти к исследованию процессов тепломассообмена в топке котла ТПЕ-215 для устранения эксплуатационных проблем.
За время работы станции произошло снижение температур по газовому и паровому трактам. То есть одной из проблем является недогрев пароперегревателя газами до нужной температуры, это характерно как для Комсомольской, так и Хабаровской ТЭЦ-3. Для подержания необходимой температуры перегретого пара во всем диапазоне нагрузок оперативный персонал вынужден увеличивать коэффициент избытка воздуха. В результате потери тепла с уходящими газами превышают нормативные и приводят к снижению КПД котла брутто. Необходимость поддерживать повышенный коэффициент избытка воздуха приводит к перерасходу электроэнергии на тягу и дутье, а также к повышенному содержанию оксидов азота в уходящих газах.
Проведенные исследования позволили оценить несколько вариантов решения проблемы. Одним из таких вариантов является уменьшение угла установки верхнего сопла вторичного воздуха горелочного устройства так, как показано на рисунке.
Результаты расчетов с использованием представленной ранее математической модели представлены ниже. На графике приведена зависимость изменения температуры в зоне пароперегреватей от угла наклона горелки. При изменении угла установки горелки с 25 до 0 градусов (угол α на пред. плакате) происходит увеличение температуры вверху топки на 29˚С. В результате тепловых расчётов на разных углах получены следующие технико–экономические данные, представленные на плакате № 6.
Уменьшение угла установки горелок целесообразно только до 10 градусов, так как дальше влияние изменения угла не значительно и практически не дает никакого эффекта. Уменьшении угла с 25 до 10 градусов дает экономию топлива около 150 кг/ч, уменьшение выбросов NOx за счет снижения максимальной температуры факела с 1728 до 1669 оС и увеличения температуры вверху топки на 24 оС, а также небольшого увеличения КПД за счет снижения потерь с уходящими газами.
Для обеспечение более равномерного распределения температур в топке был просчитан вариант с изменение горизонтальных углов установки горелок таким образом, чтобы в топке образовался вихрь, способствующей большей устойчивости факела. Максимально эффективный вариант расположения горелок показан на плакате 7. Результаты расчетов такой модернизации представлены на ниже.
Температура вверху топки (в зоне пароперегревателей) несколько возросла (в среднем на 15-20 оС), при этом средняя температура в топке осталась практически прежней, в то время как максимальная температура в ядре факела снизилась, а значит, снизились и выбросы оксидов азота. Также в этом варианте наблюдается более устойчивое горение за счет вихря (слайд), образованного поворотом горелок. Направление потоков в полутопках показаны на плакате № 8.
Вихрь, созданный таким расположением горелок, приведет к более равномерному распределению температур в топке, уменьшению химической неполноты сгорания, повышению устойчивости процесса горения и лучшему перемешиванию газа с воздухом.
Также одной из задач численного исследования была оценка влияния ввода верхней рециркуляции на работу котла. Анализ результатов расчетов показал, что с вводом верхней рециркуляции температура вверху топки уменьшается [как можно увидеть на плакате 9] (в среднем на 20 оС), а концентрация оксидов азота c вводом газов рециркуляции возрастает [плакат 10]. Оба этих фактора позволяют сделать вывод, что ввод верхней рециркуляции на котле ТПГЕ-215 Комсомольской ТЭЦ-3 нецелесообразен.
Использование численных методов позволило исследовать три различных варианта модернизации топки котла ТПГЕ-215, два из которых дают положительный эффект, что обосновано позволяет их рекомендовать.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.