Совершенствование режимов работы и схемы ПГУ-КЭС с применением камеры сжигания дополнительного топлива для теплофикации

• Автор: Малков, Евгений Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 145 с. : ил.

РЕФЕРАТ
Диссертация 142 стр., 64 рис., 19 табл., 111 библ., 3 стр. прилож.
Ключевые слова. Парогазовая установка конденсационной электростанции, котел-утилизатор, камера сжигания дополнительного топлива, газовый подогреватель сетевой воды, теплофикация.
Целью исследований является поиск рационального места расположения камеры сжигания дополнительного топлива в газоходе котла-утилизатора, определение режимов её работы и конструкции газового подогревателя сетевой воды применительно к технологической схеме парогазовой установки конденсационной электростанции.
Проведен аналитический обзор применения парогазовых технологий для теплофикации и технологических схем применения камер сжигания дополнительного топлива в котле-утилизаторе.
Разработаны имитационная модель камеры сжигания дополнительного топлива в программном комплексе вычислительной аэродинамики Flow Vision и расчетная модель дубль-блока ПГУ-325 с камерой сжигания дополнительного топлива и газовым подогревателем сетевой воды в программном комплексе по расчету технологических схем Boiler Designer.
Приведены результаты комплекса исследований по определению рационального места расположения камеры сжигания дополнительного топлива в газоходе котла-утилизатора, режимов её работы и конструкции газового подогревателя сетевой воды применительно к технологической схеме парогазовой установки конденсационной электростанции.
Разработан алгоритм выбора для различных условий эксплуатации наиболее эффективных параметров конструкции газового подогревателя сетевой воды и расчета соответствующих ей технико-экономических показателей работы оборудования энергоблока.

СОДЕРЖАНИЕ
Список использованных сокращений
Введение
Г лава 1. Анализ применения парогазовых технологий
для теплофикации
1.1. Обзор принципиальных схем парогазовых технологий, применяемых в энергетике
1.2. Парогазовые технологии для теплофикации
1.3. Применение систем сжигания дополнительного топлива
в котлах-утилизаторах парогазовых установок
1.4. Горение топлива в обедненной воздушной смеси
1.5. Постановка задачи исследования
Глава 2. Условия эффективного применения камеры сжигания дополнительного топлива для теплофикации
2.1. Моделирование процесса горения в КСДТ с использованием программного продукта Flow Vision
2.2. Оценка величины потери теплоты с химическим недожогом топлива на основании сравнения с условиями сжигания доменного

2.3. Анализ условий и параметров работы камеры сжигания дополнительного топлива при использовании на ПГУ-КЭС для теплофикации ^
2.4. Выводы по главе
Глава 3. Выбор оптимального варианта компоновки газохода КУ
3.1. Разработка расчетной модели ПГУ-325 с использованием программного комплекса Boiler Designer
3.2. Анализ вариантов расположения КСДТ и низкотемпературных поверхностей нагрева в газоходе КУ
3.3. Технико-экономическое обоснование модернизации КУ
3.4. Выбор оптимальной компоновки газового подогревателя
сетевой воды в газоходе котла-утилизатора
3.5. Влияние параметров окружающей среды на выбор оптимальной компоновки
3.6. Выводы по главе

Глава 4. Анализ работы ПГУ-КЭС с КСДТ для теплофикации
4.1. Анализ показателей работы ПГУ-325 с КСДТ в режимах частичных нагрузок ГТУ
4.2. Выбор варианта регулирования тепловой мощности КСДТ
иГПСВ
4.3. Режимы работы камеры сжигания дополнительного топлива
с подачей воздуха в поток газов ГТУ
4.4. Автономный режим работы камеры сжигания дополнительного топлива и газового подогревателя сетевой воды
4.5. Разработка методики расчетов показателей ПГУ-КЭС с КСДТ иГПСВ
4.6. Практическая реализация результатов работы
4.7. Выводы по главе
Основные результаты и выводы
Список литературы
Приложение

ства КСДТ размещают в газоходе рядами с одинаковыми промежутками, что обеспечивает равномерное температурное поле в процессе работы.
В настоящее время в КУ современных ПГУ используются схемы с одноступенчатым и двухступенчатым сжиганием топлива в потоке выхлопных газов ГТУ (рис. 1.9). Применение камеры сжигания дополнительного топлива (КСДТ) за диффузором газовой турбины (на входе в КУ, т.е. первая ступень дожигания) направлено на выработку максимального количества пара необходимых параметров. Вторая ступень предназначена для отпуска тепловой энергии в виде горячей воды для теплофикации.
Температура газов после КСДТ первой ступени не должна превышать 750°С во избежание повреждения поверхностей нагрева и корпуса котла. Горелочные устройства перед котлом располагают так, чтобы исключить чрезмерное излучение на первые ряды труб. Расстояние от горелок до первого пакета поверхностей нагрева (пароперегревателя) должно быть не менее пяти метров для стабилизации температурных и скоростных параметров газового потока.
Установка второй ступени КСДТ связана с определенными ограничениями, обусловливающими компоновку поверхностей теплообмена в газоходе КУ. Прежде всего, это относится к температуре газов на входе во вторую КСДТ, установленную перед газовым подогревателем сетевой воды (ГПСВ) -производители КУ не рекомендуют снижать её ниже 250°С для обеспечения полного выгорания топлива.
Первая горелка для сжигания топлива в потоке газов ГТУ была применена в 1972 году фирмой Riedel- de Haen AGSeelze [34] за газовой турбиной мощностью 0,35 МВт в паровом котле-утилизаторе паропроизводительно-стью 10 т/ч. В данном случае использовалась мазутная горелка, которая увеличивала температуру выхлопных газов до 530°С, и в последствии эксплуатировалась более 20 лет.
В большинстве случаев в известных КСДТ применяются диффузионно-стабилизаторные горелки (рис. 1.11, 1.12), сжигание топлива в которых осу-