Котёл-утилизатор Пр-11-0,9-200

Введение
На сегодняшний день одним из самых перспективных направлений в генерации тепловой и электрической энергии является строительство парогазовых установок. Они имеют ряд преимуществ, таких как: значительно более высокий КПД, меньшие эксплуатационные издержки по сравнению с издержками пылеугольной ТЭС, сроки строительства и ввода в эксплуатацию короче, чем сроки строительства мощных тепловых электростанций других типов.

Котёл-утилизатор Пр-11-0,9-200
Целью работы является разработка замещающего котла-утилизатора, с принудительной циркуляцией в испарительных контурах, вертикальной компоновки, с горизонтальным расположением поверхностей нагрева.
Работа включает в себя следующие разделы:
1. Теплогидравлический расчет на номинальной и частичных нагрузках при разной температуре окружающей среды;
2. Прочностной расчет барабана давления;
3. Расчёт срока окупаемости замещающего котла;
4. Исследование экологических показателей работы ГТУ;
5. Спецчасть: Аэродинамический расчёт;

Котёл-утилизатор Пр-11-0,9-200
При проведении работ по проекту было сделано
следующее:
Проанализирована конструкция, схема, параметры выдаваемого пара, а также проблемы существующего котла.
Были выявлены существующие ограничения, которые необходимо учитывать при разработке замещающего котла.

Анализ конструкции существующего котла

Котёл-утилизатор Пр-11-0,9-200
Принципиальная схема существующего котла

Котёл-утилизатор Пр-11-0,9-200
Принципиальная схема существующего котла

Котёл-утилизатор Пр-11-0,9-200
Принципиальная схема существующего котла

Котёл-утилизатор Пр-11-0,9-200
Принципиальная схема существующего котла

Анализ конструкции существующего котла
В результате анализа расчётной схемы было подтверждено то, что существующий котёл не обеспечивает необходимые параметры пара при требуемом уровне аэродинамического сопротивления, что говорит о необходимости проведения работ по улучшению компоновки поверхностей нагрева с целью достижения необходимых параметров пара при максимально возможном снижении уровня аэродинамического сопротивления. Данные расчётной схемы совпадают с данными, полученными из сводной ведомости результатов испытаний, проведённых на Чаплыгинской КС.

Анализ конструкции существующего котла. Результаты расчётов.
Характеристики котла без байпасирования газов
Характеристики котла с байпасированием газов

Предложения по конструкции вариантов замещающего котла

Предложения по конструкции вариантов замещающего котла

Предложения по конструкции вариантов замещающего котла

Предложения по конструкции вариантов замещающего котла

Выбор окончательного варианта компоновки замещающего котла
Шестой вариант
Седьмой вариант
67050 кг
64588 кг

Оребрение поверхностей нагрева

Прочностной расчет барабана котла

Анализ результатов расчёта
барабана котла Пр-11-0,9-200
Был проведен расчет на прочность цилиндрической части барабана, эллиптического днища и крышки люка-лаза. Расчет был проведен согласно РД 10-249-98. Барабан котла-утилизатора Пр-11-0,9-200 для КС Чаплыгин может быть оценён, как работоспособный на расчётных параметрах среды P=1,15 МПа, t=250 °С, так как все элементы барабана удовлетворяют условиям прочности на указанных параметрах.

Расчёт ЧДД и срока окупаемости замещающего котла
Срок окупаемости проекта замены котла Пр-11-0,9-200 для Чаплыгинской КС составляет примерно 5 лет.

Сводная ведомость результатов испытаний ГТУ НК-12СТ

Аэродинамический расчёт

Выводы
Предложена конструкция вертикального парового котла-утилизатора Пр-11-0,9-200 для КС «Чаплыгин»
Установлено, что при рассматриваемых в расчёте температурах котел-утилизатор соответствует параметрам, указанным в техзадании.