Выбор дутьевых вентиляторов

Дутьевый вентилятор подает холодный воздух в воздухоподогреватель, забирая его из верхней части котельной или с улицы. Температура холодного воздуха) (если не отовариваются особые условия) принимается равной 30 °С.

Производительность вентилятора , м³/с, определяется расходом воздуха, необходимым для горения топлива, с учетом коэффициента избытка воздуха в точке , и присосов по тракту котла

,

где теоретический объем воздуха, необходимый для горения 1 кг угля, мазута или 1 м³ газообразного топлива, м³/кг или м³/м³. Значение приведено в табл. прил. 14.

Присосы воздуха в топке и в системе пылеприготовления снижают расчетный расход воздуха, а утечки воздуха в воздухоподогревателе увеличивают. При работе на газе и мазуте ; у газоплотных котлов .

Для котлов, работающих под наддувом

.

Расчетная производительность вентилятора принимается с коэф­фициентом запаса . Кроме того, вводится поправка на барометрическое давление (мм рт. ст.) местности, где устанавливается вентилятор. При заданном числе вентиляторов Z расчетная производительность одной машины равна

.

Если высота местности над уровнем моря не превышает 100 – 200 м (для Москвы высшая точка составляет 200 м), то принимают мм рт. ст.

Напор дутьевого вентилятора , кПа, зависит от сопротивления воздушного тракта, включающего всасывающие и нагнетательные короба, воздухоподогреватель, горелочные устройства. Суммарное сопротивление тракта определяется аэродинамическим расчетом и приведено для некоторых котлов в табл. 1.1. [13]. Для котлов, не имеющих данных заводских расчетов, приходится задаваться сопротивлением тракта и напором вентилятора. Принятое значение напора должно быть согласовано с руководителем проекта.

Напор дутьевых вентиляторов зависит от размера котла и составляет 4 – 5 кПа. При установке мельниц, работающих под избыточным давлением воздуха, напор увеличивается до 5 – 8 кПа. Дутьевые вентиляторы (воздуходувки) котлов под наддувом развивают напор 10 – 15 кПа.

Расчетное значение напора , кПа, принимается с коэффициентом запаса .

По найденным расчетным значениям производительности и напора и определяют по справочным данным [5, 6] типоразмер дутьевого венти­лятора. Взятый из справочника вентилятор характеризуется значениями , и КПД превышающими расчетные значения. Проверяют, обеспечивает ли один вентилятор (при работе котла на АШ и тощих углях) нагрузку в 70 % от номинальной. Проверяют также, соблюдается ли требование Норм [14], по которому при работе с расчетной производительностью снижение КПД будет не более 10 % от максимального значения т.е.

.

Принимаем, что при переменной нагрузке КПД машины изменяется пропорционально кубу отношения производительностей

.

Мощность на валу дутьевого вентилятора (эффективная мощность) определяется по формуле

.

Мощность привода берется с коэффициентом запаса , необхо­димым для преодоления инерции при пуске вентилятора (особенно значительной для вентиляторов радиальных). Дутьевые вентиляторы имеют привод от электродвигателей, воздуходувки – от электродвигателей или турбины.

Учитывая, что в справочниках до настоящего времени применяются и старые единицы измерения, следует осуществить перевод единиц, пользуясь соотношениями:

1 м³/с = 3,6 тыс.м³/ч; 1 кПа = 100 мм вод. ст. = 100 кгс/м².

Выбор дымососов

Объем газов, перекачиваемый дымососом, больше объема воздуха за счет более высокой температуры среды и больших присосов воздуха по газовому тракту.

Производительность дымососа определяется объемными расходами газов, уходящих из котла (после воздухоподогревателя) и воздуха, приса­сываемого в тракт после котла в золоуловителях и газоходах, .

С учетом температуры газов перед дымососом , объемная производи­тельность машины, м³/с

.

Объем уходящих газов равен сумме теоретического объема газов, образующихся при горении топлива , и объема присосов воздуха по тракту котла

,

где коэффициент избытка воздуха в уходящих газах,

.

Коэффициент 1,0161 учитывает объем водяных паров, содержащихся в присасываемом воздухе; и теоретические объемы газов и воздуха, со­ответственно, см. табл. 1.1 [13].

Объем присосов за пределами котла

.

Температура газов перед дымососом может быть принята равной температур уходящих газов при отсутствии золоуловителя и при коротких газоходах ( см. в табл. 1.1) [13].

Если величина суммарных присосов , то температура газов перед дымососом определяется по формуле смешения

.

Температура холодного присасываемого воздуха принимается равной 30 °С. При установке золоуловителей мокрого типа учитывается снижение температуры газов на 30 – 40 °С.

В газоплотных котлах уменьшается объем уходящих газов :

.

Присосы воздуха за котлом остаются такими же, как для котлов под разрежением при негазоплотном исполнении.

Расчетная производительность дымососа принимается с коэффи­циентом запаса , таким же, как и для дутьевого вентилятора; так же вводится поправка на барометрическое давление местности .

Напор дымососа , кПа, при уравновешенной тяге должен обеспечить преодоление суммарных сопротивлений трения и местных сопротивлений всех газоходов от котла до дымососа, а также сопротивления от дымососа до трубы и самой трубы. Эти суммарные сопротивления должны быть увеличены на значение разрежения в верхней части топки (2 мм вод. ст.). Значения сопротивлений газового тракта котлов приведены в табл. 1.1. [13]. Для предварительной оценки порядка величин расхода воздуха и тазов можно использовать известные соотношения [7] для приведенных расходов (расходов воздуха и газов, отнесенных к теплопроизводительности котла) согласно табл. 1.3.

Таблица 1.3

Характеристика топлива

Топливо	, м3/МДж	, °С	, м3/МДж
АШ, тощий уголь	0,384	125/85	0,647/0,617
Каменный уголь	0,359	125/85	0,636/0,550
Бурый уголь	0,390	130/90	0,700/0,624
Бурый уголь	0,425	145/105	0,836/0,746
Бурый уголь	0,497	165/125	1,16/1,04
Мазут	0,366		0,595
Природный газ	0,366		0,614

Примечание. В знаменателе указаны цифры при установке мокрых золоуловителей. Приведенная влажность , (кг·%/МДж).

Напор дымососов обычно составляет 3,5 – 4,0 кПа. Расчетный напор дымососа берется с коэффициентом запаса . Далее поступают аналогично выбо­ру дутьевого вентилятора.

Выбор насосов

Насосы тепловых электростанций, как и другие типы машин, служащие для перемещения среды и сообщения ей энергии, характеризуются следую­щими параметрами:

- объемной производительностью (подачей) Q, м³/с;

- давлением на стороне нагнетания , Па;

- плотностью перемещаемой среды r, кг/м³.

В расчетах тепловой схемы ТЭС расход воды определяется как массовый D, кг/с. Между объемным и массовым расходами выполняется соотношение

.

Напор насоса , Па, определяется как разность давлений на стороне нагнетания , и на стороне всасывания

.

Мощность, потребляемая насосом, , Вт

,

(1.15)

где среднее значение удельного объема среды, м³/кг; КПД насоса, учитывающий суммарные гидравлические, объемные и механические потери в насосе. Современные насосы электростанций имеют КПД 0,83 – 0,85.

Давление нагнетания , развиваемое насосом, определяется заданным давлением в конечной точке тракта , суммарными гидравлическими сопро­тивлениями тракта и разницей геометрических отметок Н между точка­ми перемещения среды, Па

,

(1.16)

где м/с².

Давление на стороне всасывания рассчитывается из условия недопущения вскипания воды при попадании ее на быстровращающиеся лопасти колеса насоса (условие обеспечения бескавитационной работы). Оно выражается в обеспечении определенного давления, зависящего от температуры среды, с которым вода должна поступать в насос

,

(1.17)

где давление насыщения, соответствующее температуре воды; запас по давлению.

Допустимое давление на всасывающей стороне (называемое кавитационным запасом) указывается в справочниках для большинства типов насосов или рассчитывается по формуле (1.17).

Питательные насосы

Количество и производительность питательных насосов должны соот­ветствовать Нормам технологического проектирования тепловых электро­станций и сетей [14].

Для электростанций с блочными схемами производительность насосов определяется максимальным расходом питательной воды на котел с запасом не менее 5 %

.

На блоках с докритическим параметрами пара ( МПа) на каждый блок устанавливают по одному питательному насосу на 100 % произво­дительности (без резерва). На складе предусматривается один резервный насос на всю электростанцию. Питательные насосы блоков мощностью до 210 МВт имеют электропривод с гидромуфтой.

На блоках с закритическими параметрами устанавливают насосы с тур-боприводами. Для блока 300 МВт предусмотрен один насос с турбоприводом на 100 % производительности и один с электроприводом и гидромуфтой на 50 % нагрузки.

На блоках 500, 800 и 1200 МВт устанавливают по два насоса с турбо-приводом на 50 % подачи каждый. При установке на блок двух турбонасосов насос с электроприводом не устанавливается, а к турбоприводам предусмат­ривается резервный подвод пара.

На ТЭЦ блочной структуры (с турбинами Т-250-240) питательные насосы выбирают аналогично блоку 300 МВт.

На электростанциях неблочной структуры с общими питательными трубопроводами суммарная подача всех питательных насосов должна быть такой, чтобы при выпадении любого из них оставшиеся могли обеспечить, номинальную производительность всех котлов.

Резервный питательный насос на ТЭЦ не устанавливается, а находится на складе (на каждый тип насоса).

Электростанции, не включенные в энергосистему, должны иметь сум­марную подачу насосов, обеспечивающую работу всех котлов на поминальную производительность; кроме того, устанавливаются не менее двух резервных питательных насосов с турбоприводом или электроприводом, имеющим независимое питание.

Если на электростанции все основные насосы работают с турбоприводом, то для пуска с нуля необходим хотя бы один насос с электроприводом.

Давление нагнетания питательных насосов определяется в соответствии с формулой (1.16), схема рис. 1.10.

Для барабанных котлов с естественной циркуляцией максимальное давление питательной воды , МПа, которое должен создать, питательный насос, определяется давлением в барабане с запасом по давлению на открытие предохранительных клапанов :

.

Для котлов на давление пара МПа правилами Котлонадзора устанавливается значение . Для котлов на давление выше 22,5 МПа .

Рис. 1.10. Определение напора питательного насоса

Давление в барабане котла определяется через и потери давления в пароперегревателе МПа:

.

С учетом запаса по давлению на срабатывание предохранительных клапанов, МПа

.

Суммарное гидравлическое сопротивление тракта от барабана до пита­тельного насоса имеет следующие составляющие:

,

(1.18)

где МПа – сопротивление экономайзера; МПа –сопротивление регулирующего клапана питания котла; МПа –суммарное гидравлическое сопротивление ПВД (более точно определяется по справочнику [15] для выбранных типов подогревателей); МПа – сопротивление трубопроводов от насоса до экономайзера котла.

При определении геодезического напора МПа, высота подъема воды от оси насоса до уровня в барабане принимается по табл. 1.1 [13]; среднее значение плотности ρ, кг/м³ определяется по средним значениям давления и температуры воды в нагнетательном тракте:

;

Неизвестное пока давление нагнетания может быть оценено как , МПа; температура воды в барабане котла, , °С.

Расчетное давление во всасывающем патрубке слагается из давления в деаэраторе, давления столба жидкости от уровня в деаэраторе до оси насоса за вычетом гидравлических сопротивлений в трубопроводе и арматуре, МПа:

.

(1.19)

Высоту установки бака деаэратора относительно оси насоса выбирают из условия предотвращения кавитации в насосе. Для блоков на давление 13,8 МПа высота м.

Суммарное гидравлическое сопротивление водяною тракта до входа в питательный насос не должно превышать 0,01 МПа [14].

Для прямоточных котлов давление нагнетания питательного насоса со­ставляет, МПа

.

где давление пара на выходе из котла, МПа, запас давления на срабатывание предохранительных клапанов (для котлов на МПа).

Суммарное гидравлическое сопротивление, МПа

,

где МПа – гидравлическое сопротивление прямоточного котла; МПа – сопротивление регулирующего клапана питания котла; и – сопротивление группы ПВД и трубопроводов питательного тракта (принимаются так же, как в схемах с барабанными котлами).

При определении геодезического напора учитывают высоту , м, подъема воды от оси насоса до верхнего коллектора испарительного контура котла см. табл. 1.1 [13].Определение средней плотности воды проводится аналогично котлам барабанного типа.

Давление воды на входе в насос рассчитываются по формуле (1.19), как и для барабанных котлов. Однако при установке питательных насосов к блокам мощностью 250 МВт и более применяют быстроходные насосы с турбо- и электроприводом, для обеспечения бескавитационной работы которых недостаточно подъёма деаэратора на высоту 22 – 25 м. Для создания давления на всасе питательного насоса устанавливают предвключенные бустерные насосы; давление нагнетания бустерного насоса ( МПа) является давлением на всасывающей стороне питательного насоса, достаточным для предотвращения кавитации. При установке бустерных насосов их необходимо выбирать так же, как основные питательные насосы.

Бустерные насосы энергоблоков 500, 800 и 1200 МВт являются встро­енными в главный питательный насос, имея с ним общий привод от турбины через понижающий редуктор.

Выбрав число насосов, рассчитав производительность, давление нагне­тания и напор, по справочным данным [15, 16] определяют типоразмер насоса и рассчитывают потребляемую мощность по формуле (1.15).

В случае установки насосов с турбо- и электроприводом выбирают оба типа насосов. Для насоса с турбоприводом определяется мощность и тип приводной турбины.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: