КОМПЛЕКСНАЯ МОДЕРНИЗАЦИЯПЫЛЕУГОЛЬНЫХ КОТЛОВНА ОСНОВЕ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ВИХРЕВОЙ ТЕХНОЛОГИИ СЖИГАНИЯ

Решение проблем модернизации оборудования ТЭС
Применение недорогих опробованных технологий для реконструкции действующего оборудования.
Это позволит:
обновить оборудование;
продлить его ресурс;
улучшить технико-экономические и экологические показатели работы;
расширить диапазон сжигаемых топлив.

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ВИХРЕВАЯ (НТВ) ТЕХНОЛОГИЯ СЖИГАНИЯ ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ
Принцип работы НТВ топки:
Сжигание груборазмолотого топлива при многократной циркуляции частиц в топке.
Две зоны горения по высоте: вихревая (1) и прямоточная (2).
Взаимодействие потоков пыле-воздушной смеси и нижнего дутья в вихревой зоне.
"Зона активного горения" занимает всю вихревую зону топки.
1
2

НТВ процесс обеспечивает:
Сжигание топлива угрубленного помола
Быстрый прогрев пылевоздушной струи и устойчивое воспламенение.
Интенсивный теплообмен (увеличение коэффициента тепловой эффективности экранов).
Выравнивание температурного поля и снижение максимальной температуры в ядре горения (не превышает 1000…1350оС).

Характеристики топлив, опробованных
при НТВ-сжигании
бурые и каменные угли
торф
горючие сланцы
отходы деревообработки и микробиологического производства.
Диапазон изменения характеристик топлив

Схемы котельных установок с НТВ-сжиганием
а)
б)
в)
1 – бункер топлива; 2 – питатель топлива; 3 – устройство подачи топлива; 4 – горелка; 5 – котел;
6 – воздухоподогреватель; 7 – дутьевой вентилятор; 8 – горячий воздух; 9 – первичный воздух;
10 – вторичный воздух; 11 – нижнее дутье; 12 – мельница-вентилятор; 13 – пылепровод;
14 – устройство нисходящей сушки; 15 – горячие дымовые газы; 16 – молотковая мельница;
17 – сепаратор
а) — каменный и бурый угли, сланец; б) — бурый уголь, лигниты; в) — бурый уголь, торф, отходы сельскохозяйственной, целлюлозно-бумажной и микробиологической промышленности и т.п.

Кумертауская ТЭЦ
Характеристика объекта
Котел ТП-14А:
Паропроизводительность: 220 т/ч;
Параметры пара: давление — 9,8 МПа, температура — 540оС

Кумертауская ТЭЦ
Проблемы до реконструкции котла:
ограничение производительности пылесистем до 12 т/ч при паспортной 17,8 т/ч,
неустойчивое воспламенение при работе на угле
подсветка пылеугольного факела природным газом (до 50...70 % по теплу)
ограничение паропроизводительности (по условиям работы пылесистем и шлакования топки)

Кумертауская ТЭЦ
Схема котла ТП-14А, переведенного на НТВ-сжигание

Кумертауская ТЭЦ
Реконструкция котла обеспечила:
Устойчивое воспламенение и горение высоковлажных бурых углей во всем диапазоне нагрузок D=(0,4-1,0)Dном
Увеличение более чем в 2,5 раза производительности пылесистем и уменьшение удельного расхода электроэнергии на размол.
Увеличение межремонтного срока службы мельниц в три раза.
Полную взрывобезопасность систем подготовки топлива за счет угрубления помола.
Работу топки без шлакования и отказ от эксплуатационных средств очистки поверхностей нагрева.
КПД котла (брутто) на уровне 86…87,6 %. Потери тепла от мех. недожога 0,2… 0,6 %.
Содержание NOx в продуктах сгорания в среднем на уровне 275…350 мг/м.куб. (приведенная к α=1,4)
Выбросы оксидов серы SОх не более 1550 мг/м3 (приведенные к α=1,4);
Максимальная температура в топке не выше 1260оС.
Повышение кпд золоуловителя (СЭЦ-24) до 95,5%
Наработка котла после реконструкции – около 100 тыс.часов

Новомосковская ГРЭС
Характеристика объекта
Котел БКЗ-220-100-4:
Паропроизводительность: 220 т/ч;
Параметры пара: давление — 9,8 МПа, температура — 510оС

Новомосковская ГРЭС
Проблемы до реконструкции котла:
Невозможность работы котла без подсветки.
Сильное шлакование поверхностей нагрева.
Ограничение нагрузки до 160 т/ч D=0,73Dном.
Высокие выбросы SOx.
Зависание угля в БСУ, замазывание скребковых ПСУ

Схема НТВ котла
БКЗ 220-100
Новомосковской ГРЭС
Объем модернизации:
замена топки на газоплотную замена опускной системы
замена обмуровки на облегченую теплоизоляцию
замена горелочно-сопловых устройств
газификация котла с установкой низкоэмиссионных сертифицированных отечественных горелок и организацией ступенчатого сжигания

Новомосковская ГРЭС
Объем модернизации:
замена пылепроводов и воздуховодов
реконструкция сепараторов мельниц
замена скребковых питателей на двухшнековые
модернизация системы КИПиА
ремонтно-восстановительные работы в объеме капитального ремонта

Новомосковская ГРЭС
Результаты модернизации котла БКЗ-220-9,9
при работе на угле:
Обеспечена устойчивая работа котла на Подмосковном буром угле без подсветки резервным топливом.
Обеспечена работа без шлакования.
КПД (брутто) котла составил η=88,4 %.
степень связывания оксидов серы в котле только за счет основных окислов собственной золы топлива составила около 47%.
Выбросы оксидов азота (приведенные к нормальным условиям и α = 1,4) составили NOx=200…250 мг/м3.
Максимальная температура в топке не превышает 1000…1100оС.
Обеспечена взрывобезопасность пылесистем
Производительность пылесистем увеличена на 35%

Новомосковская ГРЭС
Результаты модернизации котла БКЗ-220-9,9
при работе на газе:
Рабочий диапазон нагрузок котла – 96…230 т/ч.
КПД (брутто) котла составил η=94,5 %
(на соседнем котле БКЗ-220 η=91,5 %).
Выбросы оксидов азота (приведенные к нормальным условиям и α = 1,4) составили NOx=110…125 мг/м3
(на соседнем котле БКЗ-220 NOx=500…510 мг/м3).

ТЭЦ-4 г.Киров
Характеристика объекта
Котел БКЗ-210-140ф:
Паропроизводительность: 210 т/ч;
Параметры пара: давление — 13,8 МПа, температура — 510оС

Проблемы котла ст. № 9 при сжигании твердого топлива
неудовлетворительное состояние экранной системы негазоплотной топки котла, интенсивная наружная коррозия, сжигание топлив (высокозольный Богословский бурый уголь, каменный Кузнецкий уголь);
низкая КПД котла при сжигании каменного угля (потери с механическим недожогом 12-17%);
неустойчивое горение твердого топлива без подсветки факела природным газом или мазутом;
интенсивное шлакование поверхностей нагрева;
выгорание примыканий горелок через месяц работы котла;
температура свежего пара на 20-30°C ниже норматива при сжигании каменного угля;
ограничение регулирования нагрузки котла: питатели сырого угля рассчитаны на подачу низкокалорийного торфа;
скребковые питатели имеют длину 10,8 м, что отрицательно сказывается на надежности их работы;
зависание топлива в бункерах, замазывание питателей сырого угля;
концентрация NOx при сжигании каменного угля достигает 1600 мг/нм3.
ТЭЦ-4 г.Киров

Объем модернизации котла ст. № 9
До реконструкции
После реконструкции
п/п I ступени
радиационная часть
барабан котла
п/п I ступени
потолочная часть
п/п I ступени
холодный пакет
каркас котла
экраны топки
водоопускная система
п/п II ступени
газо-мазутные горелки
пылеугольные горелки
система нижнего дутья
система третичного дутья
ТЭЦ-4 г.Киров