WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

где – удельные затраты на золошлакоудаление (ЗШУ) руб./т у.т.

, (15)

где Згидр – удельные затраты на гидрозолоудаление 1 т золы и шлака угля, руб./т золы.

Затраты на ремонт систем золошлакоудаления:

, (16)

где – удельные затраты на ремонт систем ЗШУ, руб./т у.т.

, (17)

где З рем.гидр. – удельные затраты на ремонт систем ЗШУ в расчете на 1 т золы и шлака угля, руб./т золы.

Затраты на хранение золы и шлака:

, (18)

где – удельные затраты на хранение золы и шлака, руб./т у.т.

, (19)

где З з.хр. – удельные затраты на хранение золы и шлака в расчете на 1 т золы угля, руб./т золы.

Плата за выбросы золы:

, (20)

где – удельная плата за выбросы золы, руб./т у.т.

, (21)

где – удельная плата за выбросы золы при соблюдении предельно допустимых выбросов (ПДВ), руб./т золы; – удельная плата за выбросы золы при превышении ПДВ, но соблюдении временно согласованных выбросов (ВСВ), руб./т золы; – удельная плата при превышении ВСВ, руб./т золы.

Плата за выбросы SO2:

, (22)

где – удельная плата за выбросы SO2, руб./т у.т.

, (23)

где SP – содержание серы в топливе, выраженное в долях; = 32 – молекулярная масса серы, кг/кмоль; = 64 – молекулярная масса SO2, кг/кмоль; – удельная плата за выбросы SO2 при соблюдении ПДВ, руб./т SO2; – удельная плата при превышении ПДВ, но соблюдении ВСВ, руб./т SO2; – удельная плата при превышении ВСВ, руб./т SO2.

При определении сравнительной эффективности угля с разными характеристиками необходимо учитывать суммарные затраты Зт [(см. формулу (1)], а также коэффициент относительной энергетической эффективности угля.

Коэффициент относительной энергетической эффективности для базового угля принимаем равным 1, а для альтернативного угля определяем как отношение КПД нетто котла при работе на альтернативном угле к КПД нетто котла при работе на базовом угле.

При определении стоимости условной тонны альтернативных углей, при которой использование данного угля будет равноэкономичным по сравнению с проектным, следует учитывать суммарные затраты, без учета стоимости 1 т у.т. данного вида угля, а также коэффициент относительной энергетической эффективности угля.

Альтернативный уголь может конкурировать с проектным при выполнении следующего условия:

(24)

где ЦПР, ЦА – стоимость 1 т у.т. проектного и альтернативного угля соответственно; ЗПРСУМ, ЗАСУМ – суммарные затраты на 1 т у.т. проектного и альтернативного топлива соответственно; кА – коэффициент относительной энергетической эффективности альтернативного угля.

На основе данного выражения при замене в нем знака неравенства на знак равенства, можно получить стоимость условной тонны альтернативных углей как функцию от стоимости условной тонны проектного угля, при которой использование альтернативного угля будет равноэкономичным.

Третья глава посвящена описанию разработанной автором математической модели поверочного расчета парового котла Е 420-13,8.

Для определения расхода топлива и срока службы конвективных поверхностей нагрева котлоагрегата при работе на разных углях и при различных нагрузках разработана математическая модель котла Е 420-13,8, в которой осуществляются поверочные тепловой и аэродинамический расчеты.

Математическая модель парового котла разработана с применением программно-вычислительного комплекса «Система машинного построения программ» для персональных компьютеров СМПП-ПК, созданного в ИСЭМ СО РАН. При разработке математической модели котла были доработаны и использованы ранее созданные в ИСЭМ СО РАН модели его элементов, ориентированные на выполнение поверочных расчетов.

На рис. 2 представлена схема компоновки поверхностей нагрева парового котла Е 420-13,8. Проектные характеристики котлоагрегата: давление пара на выходе из котла 13,8 МПа, температура 565 0С; номинальная паропроизводительность – 420 тонн пара в час.

Для построения математической модели котлоагрегата разработана расчетная технологическая схема, в которой поверхности нагрева представлены в виде отдельных элементов. Каждому элементу соответствует свое математическое описание.

Расчетная технологическая схема котла включает следующие элементы: камеру сгорания; топочную камеру; топочные экраны; барабан; две ступени ширмового пароперегревателя; три ступени конвективного пароперегревателя; фестон; конденсатор собственного конденсата; панели задней стены опускного газохода; две ступени водяного экономайзера, две ступени воздухоподогревателя; дымосос; дутьевой вентилятор. Учтены присосы воздуха: после конвективного пароперегревателя, после первой и второй по ходу дымовых газов ступеней экономайзера.

Рис. 2. Схема компоновки поверхностей нагрева котла Е 420-13,8

1– топочная камера; 2 – ширмовый пароперегреватель; 3 – отводящие трубы заднего экрана (фестон); 4 – ступени пароперегревателя; 5 – первая ступень экономайзера; 6 – первая ступень воздухоподогревателя; 7 – вторая ступень экономайзера; 8 – вторая ступень воздухоподогревателя; 9 – горелки.

Материальные (газовоздушный и пароводяной) и энергетический (тепловой) потоки учтены связями между соответствующими элементами схемы. Каждой связи между элементами схемы соответствует информационная связь между элементами модели. Связь между элементами осуществляется: по количеству теплоты – между радиационными теплообменниками (топка котла, топочные экраны и ширмовые пароперегреватели); по воздуху – между дутьевым вентилятором, воздухоподогревателем и топкой котла; по дымовым газам: между элементами газового тракта (радиационные и конвективные пароперегреватели, фестон, панели задней стены опускного газохода и конвективные поверхности нагрева – по газовой стороне); по воде (пароводяной смеси, пару): между элементами пароводяного тракта (водяной экономайзер, барабан, радиационные и конвективные поверхности нагрева).

Разработанная математическая модель парового котла Е 420-13,8 включает 739 входных (задаваемых) параметров и 729 выходных (вычисляемых) параметров и позволяет проводить поверочные тепловой и аэродинамический расчеты котла в характерных режимах его работы.

Конструктивными информационно-входными параметрами в модели являются: диаметры труб поверхностей нагрева, их шаги и количество, марка стали, расположение труб в пучке, схема движения теплоносителя; геометрические параметры топки и газохода; площадь поверхности теплообменников. В качестве режимных информационно-входных параметров используются: паропроизводительность котла, состав твердого топлива (доля каждого компонента, влажность, зольность, абразивность золы), его теплота сгорания, температура питательной воды, воздуха, требуемая температура пара. Информационно-выходными параметрами поверочного расчета являются расход топлива, термодинамические параметры воздуха, дымовых газов и рабочего тела в поверхностях нагрева котла, расходы воздуха, воды, пара и компонентов дымовых газов (азота, кислорода, углекислого газа, водяных паров, двуокиси серы, золы) в элементах котла, температура металла труб и др.

Кроме указанных выше вычисляемых величин, разработанная математическая модель позволяет определять коэффициент полезного действия брутто котла, скорости дымовых газов, концентрацию золы и величину абразивного износа конвективных поверхностей нагрева при работе на разных видах угля и при различных нагрузках.

Расчетная технологическая схема парового котла Е 420-13,8 представлена на рис. 3.

Рис. 3. Расчетная технологическая схема парового котла Е 420-13,8.

Величина абразивного износа стенки труб водяного экономайзера (мм) определяется:

, (25)

где а – коэффициент абразивности золы, м2/Н; ЗЛ – концентрация золы в газах в рассчитываемом сечении пакета, г/м3; – срок службы труб, ч; w – скорость газов на входе в поверхность нагрева, м/с; R90 – остаток золы на сите 90 мкм, %; d – диаметр трубы, мм; – температура газов, 0С; М – коэффициент истираемости металла труб: для углеродистых труб М =1; kW и k – коэффициенты неравномерности соответственно полей скоростей газов и концентраций золы: при П- и Т-образной компоновке котла для поверхностей за поворотной камерой kW =1,45 и k =1,25; kD – отношение расчетной скорости газов при номинальной нагрузке котельного агрегата к скорости газов при среднеэксплуатационной нагрузке: для котлов D 35 кг/с kD = 1,15.

j – номер режима; l – номер поверхности теплообмена; n – марка угля.

Абразивный износ входных участков теплообменных труб трубчатого воздухоподогревателя (мм) определяется:

, (26)

где k =1,6; kW =1,45 для встроенного в конвективную шахту воздухоподогревателя; kз – коэффициент защиты, если нет защиты, то kз=1,0; – угол (градусы) между вектором скорости набегающего на трубную доску потока продуктов сгорания и продольными осями теплообменных труб.

В четвертой главе приведены расчеты по комплексной оценке затрат, связанных с использованием различных видов углей и определением равноэкономичной (по сравнению с проектным топливом) стоимости альтернативных углей на примере конкретной ТЭС Дальнего Востока.

С использованием математической модели определены значения массового расхода продуктов сгорания (по компонентам), температуры и скоростей продуктов сгорания, концентрации золы и др., при работе котлоагрегата на углях четырех месторождений. Используя полученные значения, а также значения коэффициента абразивности золы и продолжительность характерных режимов работы котла, рассчитаны абразивный износ конвективных поверхностей нагрева и величина среднегодового износа.

Значения коэффициента абразивности золы определяются в зависимости от содержания в золе (SiO2+Al2O3), %

, м2/Н (27)

Коэффициент абразивности золы рассматриваемых углей имеет следующие значения, м2/Н: Райчихинский уголь – 1,6710-12; Харанорский уголь – 1,6810-12; Ерковецкий уголь – 1,3510-12; Ургальский уголь – 2,0510-12.

Величины износа (за 60 тыс. часов работы с указанной нагрузкой) конвективных поверхностей нагрева котлоагрегата, рассчитанные на математической модели для четырех видов углей при разной нагрузке приведены в табл. 1-4.

Таблица 1

Износ конвективных поверхностей нагрева котлоагрегата

при работе на Райчихинском угле, мм

Паро-производительность, в % от номинальной

Износ

водяной экономайзер

воздухоподогреватель

II ступень

I ступень

II ступень

I ступень

100

1,990

1,294

0,438

0,341

90

1,376

0,900

0,303

0,239

85

1,132

0,742

0,249

0,198

80

0,918

0,604

0,202

0,162

75

0,736

0,487

0,162

0,131

70

0,581

0,387

0,128

0,105

65

0,451

0,303

0,100

0,082

60

0,345

0,234

0,077

0,064

Таблица 2

Износ конвективных поверхностей нагрева котлоагрегата

при работе на Харанорском угле, мм

Паро-производительность, в % от номинальной

Износ

водяной экономайзер

воздухоподогреватель

II ступень

I ступень

II ступень

I ступень

100

2,044

1,333

0,451

0,352

90

1,416

0,928

0,316

0,246

85

1,162

0,764

0,256

0,204

80

0,943

0,623

0,208

0,166

75

0,757

0,502

0,167

0,135

70

0,597

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»