Новая совмещенная теплотехнологическая схема мазутного хозяйства ТЭС на базе каскада четырех подогревателей

УДК 621.182

НОВАЯ СОВМЕЩЕННАЯ ТЕПЛОТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА МАЗУТНОГО ХОЗЯЙСТВА ТЭС НА БАЗЕ КАСКАДА ЧЕТЫРЕХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ

Г. Т. ОСИПОВ, В.В. БУДИЛКИН, И.А. БЕЛОВ, Ю.Г. НАЗМЕЕВ

Рассмотрено создание новой совмещенной схемы мазутного хозяйства Набережночелнинской ТЭЦ на базе имеющейся раздельной. Приведено описание работы новой схемы, ее отличие и преимущество.

Основным показателем эффективности работы мазутных хозяйств ТЭС является обеспечение бесперебойной подачи очищенного и подогретого до необходимой температуры мазута к горелкам котельных агрегатов при условии минимальных энергозатрат [1].

В настоящее время на мазутных хозяйствах ТЭС России в основном применяются циркуляционные раздельные схемы подогрева мазута, что не дает возможность использования для циркуляционного подогрева мазута в резервуаре основных подогревателей [2, 3].

В данной работе предлагается использовать совмещенную циркуляционную схему подогрева мазута в резервуаре вместо раздельной.

Для примера рассмотрим теплотехнологическую схему второй очереди мазутного хозяйства Набережночелнинской ТЭЦ (НЧТЭЦ) (рис. 1).

Доставка мазута осуществляется железнодорожными цистернами. Для слива мазута предназначена двухпутная приемно-сливная эстакада длиной 179 м, оборудованная паровыми стояками для разогрева открытым острым паром. На железнодорожный путь подается к сливу 28 цистерн. Из цистерн мазут сливается самотеком в межрельсовый приемно-сливной лоток, представляющий собой железобетонный короб. Приемно-сливной лоток соединен каналом с подземными железобетонными резервуарами емкостью по 1000 м3. На дне лотка и канала проложены паровые трубы, предназначенные для подогрева мазута.

В сливном лотке до поступления мазута в канал, установлены фильтры-сетки с ячейками 20x20 см для улавливания крупных посторонних предметов (щепа, ветошь, камни и прочие предметы).

Перед приемным резервуаром установлен гидрозатвор, предназначенный для предотвращения распространения пламени при загорании мазута в лотке.

В приемных резервуарах установлены по два насоса типа 20НА-22х3, производительностью 480 м3/ч, перекачивающие мазут в резервуар хранения мазута емкостью 20000м3, представляющий собой вертикальный цилиндрический стальной резервуар высотой 11,9 м и диаметром 45,6 м, обвалованный грунтом.

Контур подачи мазута в КТЦ: мазут из резервуара четырьмя насосами первого подъема типа 10НД-6х1, производительностью 250 м3/ч через фильтры тонкой очистки ФМ-10-240 подается в восемь подогревателей мазута ПМ-10-120, производительностью 120 м3/ч. Далее четырьмя насосами второго подъема НПС-200-700 мазут, подогретый до температуры 125°С, подается к форсункам котлов. Излишки мазута от форсунок котлов по линии рециркуляции возвращаются обратно в резервуар.

© Г. Т. Осипов, В.В. Будилкин, И.А Белов, Ю.Г. Назмеев Проблемы энергетики, 2003, № 3-4

Рис.1. Мазутный тракт второй очереди мазутного хозяйства Набережночелнинской ТЭЦ:

1 - фильтр-сетка; 2 - приемный резервуар; 3 - погружной насос;

3

4 - основной резервуар 20000 м ; 5 - фильтр тонкой очистки ФМ-10-240;

6 - насос первого подъема 10НД-6х1; 7 - фильтр защитный; 8 - насос циркуляции 10НД-6х1;

9 - подогреватель мазута ПМ-10-120; 10 - насос второго подъема НПС-200-700 Контур циркуляционного подогрева мазута (рис. 2): мазут из резервуара двумя насосами 10НД-6х1 через защитные фильтры подается в пять

циркуляционных подогревателей ПМ-10-120 и далее по линии подогретый мазут циркуляции возвращается в резервуар.

Рис.2. Циркуляционный контур второй очереди мазутного хозяйства Набережночелнинской ТЭЦ.

Обозначения как на рис.1

В качестве греющего теплоносителя в мазутном хозяйстве используется острый пар, подаваемый по паропроводу диаметром 426x12 мм, давлением 1,3МПа и температурой 250°С. Паропровод врезан в паровой коллектор, который имеет манометр и дренаж. Из коллектора пар направляется на сливную эстакаду, подогреватели мазута, мазутные резервуары, спутники мазутопроводов, на пропарку мазутопроводов, насосов и подогревателей мазута и калориферов.

Все мазутопроводы имеют паровые спутники, которые закреплены к мазутотпроводам и совместно заизолированы. Пар на спутники подается с наступлением холодов.

Так как резервуар второй очереди емкостью 20000 м3 способен полностью удовлетворить потребность в мазуте четырнадцати котлов, предлагается заменить существующую схему на совмещенную (рис. 3). Это позволит вывести из эксплуатации пять циркуляционных подогревателей, на циркуляционный подогрев мазута в резервуаре достаточно использовать четыре основных подогревателей.

Рис.3. Мазутный тракт новой совмещенной схемы второй очереди мазутного хозяйства Набережночелнинской ТЭЦ:

—мн— мазутопровод напорный; —мв— мазутопровод всасывающий;

—мц— мазутопровод циркуляционный; 1 - фильтр-сетка; 2 - приемный резервуар;

3

3 - погружной насос; 4 - основной резервуар 20000 м ; 5 - фильтр тонкой очистки ФМ-10-240; 6 - насос первого подъема 10НД-6х1; 7 - подогреватель мазута ПМ-10-120;

8 - насос второго подъема НПС-200-700

Для резервного мазутного хозяйства характерны две основные задачи:

- хранение резерва мазута;

- подача мазута к форсункам котлов в случае необходимости.

При решении этих задач реализуются три режима: первый - мазут поступает в контур подачи в КТЦ для предотвращения его застывания в мазутопроводах и весь мазут возвращается обратно в резервуар; второй режим -мазут поступает в контур подачи в КТЦ, часть его сжигается в топках котлов, излишки мазута возвращаются в резервуар; третий режим - одновременно с циркуляцией мазута в контуре подачи часть мазута после подогревателей сразу возвращается для подогрева мазута в резервуаре.

При этом можно выделить два контура:

1. Циркуляционный контур. Мазут из металлического резервуара хранения №1 насосом 1-го подъема марки 10НД-6х1 через фильтр грубой очистки прокачивается через подогреватели марки ПМ-10-120 по циркуляционному мазутопроводу поступает обратно в основной резервуар.

2. Контур подачи мазута в КТЦ. По данному контуру мазут после подогревателей на линии подачи мазута установлены насосы 11-го подъема марки НПС-200-700 и фильтры тонкой очистки.

Байпас, объединяющий насос 1-го подъема и подогреватель, позволяет регулировать температура мазута на выходе из подогревателя.

В данной схеме было сохранено количество насосов 11-го подъема для обеспечения бесперебойной подачи мазута к котлам в случае отказа насосов 11-го подъема первой очереди.

Преимущество работы мазутного хозяйства НЧТЭЦ по новой схеме:

1) так как мазут на станции в основном используется как резервное топливо, основные подогреватели мазута будут находится в рабочем состоянии;

2) мазутные насосы и подогреватели мазута на линии рециркуляции можно полностью вывести из работы, отсюда значительная экономия электроэнергии и тепловой энергии;

3) простота обслуживания и более высокая надежность.

Для того чтобы подсчитать экономическую выгоду от модернизации схемы, проведем экономический расчет показателей второй очереди мазутного хозяйства Набережночелнинской ТЭЦ.

Модернизированная схема позволит сократить затраты электроэнергии и теплоты. В существующей схеме второй очереди установлены два циркуляционных насоса, один из которых находится в резерве. При переходе от раздельной схемы к совмещенной схеме достаточно четыре насосов первого подъема (один из них резерве) из линии подачи мазута к котлам.

Годовой расход электроэнергии на собственные нужды мазутного хозяйства (кВт ч/год) определяется по формуле:

Эгод = ^уст ^котКэл,

где Nуст - установленная мощность токоприемников, кВт, определяется на

основе выбора вспомогательного оборудования станции и электродвигателей к нему; ккот = 8760 ч/год - число часов работы станции в году; Кэл =0,85 -коэффициент установленной электрической мощности.

Подсчитаем установленную мощность токоприемников для второй очереди мазутного хозяйства. Установленная мощность электродвигателя для насоса на одном валу с ним принимается:

V Р

' и МП Л- и

1 уст ~

пнас

где Vнас - подача насоса, м3/с; Рнас - давление, развиваемое насосом, кПа; пнас -

коэффициент полезного действия насоса; а - коэффициент запаса в зависимости от мощности электродвигателя.

По формуле (2) подсчитаем установленную мощность насосов в существующей и модернизированной схемах. Затем, для этих же двух схем по формуле (1) подсчитаем годовой расход электроэнергии на собственные нужды мазутного хозяйства.

Конечной целью расчета является определение расходов на электроэнергию на собственные нужды мазутного хозяйства и экономия в руб/год электроэнергии от модернизации схемы.

Эснц

8 = г°дЦз

э 100

где Цэ = 74 коп/кВт-ч - цена одного киловатт-часа по прейскуранту на 2002год.

Таким образом, уменьшение количества циркуляционных насосов в модернизированной схеме приведет к экономии электроэнергии 1377,51 тыс. руб/год, а экономия условного топлива - 229 т.у.т./год (табл.1).

Таблица 1

Экономический эффект при уменьшении количества насосов

Технико-экономические показатели Существующая схема мазутного хозяйства Модернизированная схема мазутного хозяйства

Установленная мощность насосов Nуст, кВт 2350 2100

Годовой расход электроэнергии на собственные нужды г-\С.н мазутного хозяйства, Э год , тыс. кВт ч/год 17498,1 15636,6

Расход на электроэнергию £э, тыс. руб/год 12948,59 11571,08

Расход условного топлива, Вусл, т.у.т./год 2150 1921

Исключив из контура циркуляционного подогрева, пять подогревателей мазута позволит уменьшить количество потребляемой теплоты (табл.2).

Таблица 2

Экономический эффект при уменьшении количества подогревателей мазута

Технико-экономические показатели Существующая схема второй очереди мазутного хозяйства

Количество теплоты, отдаваемое паром, р, МВт 52,29 16,09

Расход условного топлива за подготовки мазута в резервуаре, Вусл, т у.т. 77,7 22,6

В течении года мазут в резервуаре подогревается в среднем 14 раз. Таким образом, экономический эффект составит 1542,8 тыс. руб/год, а экономия топлива составит 771,4 т.у.т./год.

Ожидаемый экономический эффект от модернизации теплотехнологической схемы второй очереди мазутного хозяйства Набережночелнинской ТЭЦ составит 2920,31 тыс. руб/год.

Summary

It was examined the creation of the new combined scheme of the mazut enterprise of the Naberegnye Chelny Power Plant based on the possibility of separating.

It was given the description of the work of the new scheme, its distinction and advantages.

Литература

1. Назмеев Ю.Г. Мазутные хозяйства электростанций. М.: Энергоатомиздат, 2000.

2. Геллер З.И. Мазут как топливо. М.: Недра, 1965.

3. Белосельский Б. С. Топочные мазуты. М.: Энергия, 1978.