Влияния изменения числа горелок на величину тепловых потоков

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 536.3

Ахсанов М.М., Таймаров М.А.

ВЛИЯНИЯ ИЗМЕНЕНИЯ ЧИСЛА ГОРЕЛОК НА ВЕЛИЧИНУ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ

В данной работе приведены результаты экспериментов на котле ТГМ-84Б и ТГМ-96Б Нижнекамской ТЭЦ, для определения температуры факела использовались термозонд и ОППИР-017. Ключевые слова: теплоэнергетика, паровой котел, горелочное устройство, тепловые потоки, факел.

Путем экспериментов на котле ТГМ-96Б №16 Нижнекамской ТЭЦ (НкТЭЦ) рассмотрено влияние изменения числа горелок при практически равных объемах топочной камеры и некотором увеличении суммарной тепловой мощности горелок при снижении числа горелок. Сравнительные данные по номинальным характеристикам суммарной тепловой мощности горелок котлов ТГМ-84Б и ТГМ-96Б следующие: котел ТГМ-84Б имеет 6 горелок с единичной мощностью по 50,2 МВт (суммарно 301,2 МВт); котел ТГМ-96Б имеет 4 горелки с единичной мощностью по 89 МВт (суммарно 356 МВт).

На рис. 1. приведены значения падающих на экранные поверхности лучистых потоков от факела по измерениям через лючки при экспериментах на НкТЭЦ на котле ТГМ-96Б №16 при паропроизводительности Дк=370 т/час. Как видно из рис. 1, значения падающих на экранные поверхности лучистых потоков от факела выше у заднего экрана (лючки

1,5,4). Максимальные значения падающих потоков приходятся на левую половину котла (лючки 1 и 5) и равны соответственно 366,8 и 304,8 кВт/м2. Эти значения падающих потоков в среднем составляют 335,8 кВт/м , что на 53,5% выше значений падающих потоков у фронтального экрана (лючки 2, 6 со средним значением 218,75 кВт/м ). Поэтому по глубине топки трубы боковых экранов имеют большую тепловую разверку при значении глубины 7,5 м. Определить степень развертки фронтального экрана с достаточной точностью довольно сложно, так как ни на фронтальной стенке котла, ни на задней лючков для измерений не имеется.

Таким образом, из представленных данных (см. рис. 1.) видно, что факел смещен к левому боковому экрану и к заднему экрану относитель-

но центра месторасположения горелок. Парообразование в подъемных трубах левого экрана происходит интенсивнее, поэтому наиболее вероятным местом перегрева металла являются трубы заднего и левого экранов.

Рис. 1. Значения падающих на экранные поверхности лучистых потоков от факела по измерениям через лючки при экспериментах на НкТЭЦ на котле ТГМ-96 Б №16 при паропроизводительности Дк=370 т/час (12.09.07, 12час 50 мин 1ух.г=122°С, содержание кислорода в продуктах сгорания в конвективном пароперегревателе О2клл=1Д%, расход природного газа В=31тыс.м3/час).  - горелки; О лючки. Крутка воздуха по режимной карте: 25/35/25/30

Изотермы (кривые равных температур) в поперечном сечении по высоте топки на уровне лючков первого ряда (1,2,3,4) на котле №16 ТГМ-96Б на отметке 11,2 м приведены на рис. 2.

Лючки №1 и 2 ЗАДНИИ ЭКРАН Лючки №3 и 4

Рис. 2. Изотермы (кривые равных температур) в поперечных сечениях по высоте топки котла №16 ТГМ-96Б на уровне лючков первого ряда (1,2,3,4) на отметке 11,2 м при паропроизводительности Дк=370 т/час (1ухг=122 °С, содержание кислорода в продуктах сгорания в конвективном пароперегревателе О2кпп=1,2%, расход природного газа В=31 тыс.м3/час). Нормальная (режимная) крутка воздуха по горелкам 1/2/3/4: 25/35/25/30

Максимум температуры факела 1440°С располагается на отметке

11,2 м у задней стенки (лючок 1) на расстоянии 0,3 м от заднего экрана (рис. 2). Температуру центра ядра факела в топке измерить не удалось, так как по центральному по высоте сечению топки лючков не имеется. Максимум температуры топки связан не только с объемом продуктов сгорания. Область максимальных температур в ядре факела всегда характеризуется наличием сажистых частиц, которые обуславливают высокую степень черноты факела, а, следовательно, и высокую радиационную локальную температуру в топке.

Распределение температуры факела по высоте топки является важным показателем эффективности топочного процесса. На рис. 3. приведены экспериментальные данные для температуры факела по высоте топки

котла ТГМ-96Б №16 НкТЭЦ в сравнении с топкой котла ТГМ-84 №11 НкТЭЦ для центральных продольных сечений вдоль газоходов.

к, м

Рис. 3. Экспериментальные данные для температуры факела 1ф по высоте к( м) топки котла ТГМ-96Б №16 при Дк=370 т/ч в сравнении с топкой котла ТГМ-84Б №11 при ДК=376 т/ч НкТЭЦ для центральных продольных сечений вдоль газоходов при сжигании топливного газа: А - данные для котла ТГМ-96Б №16 по измерениям через лючки; (^) 0 - измерения через горелки и лючки

котла ТГМ-84Б №11. Нормальная (режимная) крутка воздуха по горелкам 1/2/3/4: 25/35/25/30 для котла ТГМ-96Б №16. Крутка воздуха в горелках котла ТГМ-84Б №11 по режимной карте: 45пр/45пр/45пр/45л/40пр/45л

Как видно из рис. 3, значения температуры факела при соответствующих нагрузках не очень высокие даже на уровне горелок обоих котлов. Значительной разницы в температуре факела при изменении числа горелок не наблюдается.

Практические выводы по испытаниям котла ТГМ-96Б №16 НкТЭЦ при снижении числа горелок и одновременном увеличении их единичной мощности в сравнении с котлом ТГМ-84Б сводятся к следующему:

1. Холодный слой газов правой стенки поглощает излучение факела, находящегося у левой стенки котла, поэтому результаты измерений через лючки правой стенки оказались гораздо ниже аналогичных измерений падающих потоков через лючки левой стенки. Иными словами, перед лючками левой стенки нет захолаживающего слоя, который имеется перед лючками правой стенки.

2. Для улучшения радиационного теплообмена и предотвращения тепловых разверток экранных труб при модернизации котла путем установки новых горелок рекомендуются следующие мероприятия:

а) выполнить крутку воздуха в горелках котла ТГМ-96Б №16 ближе к правому экрану, чтобы передвинуть на 1 м ядро факела к экранным трубам правой стенки;

б) снизить дальнобойность горелок, чтобы отодвинуть от заднего экрана ядро факела по направлению к фронту котла в среднем на 1 м.

За счет этих мероприятий прекратится выбивание факела через лючки 1,4,5,8 котла ТГМ-96Б №16 НкТЭЦ, примыкающие к заднему экрану.

3. Имеющийся в настоящее время угол наклона горелок 10° следует при установке новых горелок уточнить в сторону уменьшения, так как подовая топки часть должна быть прогрета по условиям парообразования гораздо сильнее.

4. Распределение температуры факела по высоте топки и газоходу показывает, что необходимо сместить область максимальных температур вниз по направлению к поду котла путем изменения угла закручивания воздуха в горелках. При существующей крутке наблюдается разрушение внутренней обмуровки со стороны факела и нагрев до красного каления металлического листа наружной обшивки задней стены котла, примыкающей к левой стене котла на отметке 14,2 м.

Зарегистрирована 29.09.2010 г.