Экономические показатели котла-утилизатора
1. Количество теплоты, переданное газами в котле-утилизаторе, кВт:
QКУ = GГ КУ ∙ (IД – I за ГПК) (6.42)
GГ КУ – массовый расход газов в КУ, кг/с;
IД – энтальпия газов на входе в КУ (за диффузором), кДж/кг;
I за ГПК – энтальпия газов на выходе из котла (за ГПК), кДж/кг.
2. Степень бинарности цикла ПГУ:
s = QКС / (QКС + Q1 КУ) = 1, (6.43)
где: QКС – количество теплоты, подведенное в камере сгорания ГТУ, кДж/с (кВт); Q1 КУ = 0 – количество теплоты, дополнительно подведенное в котле-утилизаторе, кДж/с (кВт).
3. КПД котла-утилизатора (коэффициент утилизации тепла уходящих газов ГТУ):
hКУ = (IД – I за ГПК) / (IД – I Г НВ) ≈ (θ4 КУ – θ УХ / (θ4 КУ – θ Г НВ), (6.44)
где:
I Г НВ – энтальпия газов при температуре наружного воздуха, кДж/кг; θ4 КУ – температура газов на входе в КУ, OC; θ Г НВ = tНВ – температура газов, соответствующая температуре наружного воздуха, OC; θ УХ – температура уходящих газов, OC.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица П.1. Проектные показатели баланса пара и воды котла-утилизатора П-88[12] при температуре наружного воздуха +15 о С
| Нагрузка КУ, % | ||||
| Суммарная паропроизводительность, кг/с (т/ч) | 49,722 179,0 | 44,528 160,3 | 33,50 120,6 | 21,25 76,5 |
| Контур высокого давления | ||||
| Паропроизводительность, кг/с (т/ч) | 43,472 156,5 | 36,222 130,4 | 25,00 90,1 | 13,89 50,0 |
| В %-ах от суммарной производительности | 87,4 | 81,4 | 74,7 | 65,5 |
| Контур низкого давления | ||||
| Паропроизводительность, кг/с (т/ч) | 9,78 35,2 | 8,31 29,9 | 8,47 30,5 | 7,36 26,5 |
| В %-ах от суммарной производительности | 12,6 | 18,6 | 25,3 | 34,5 |
| В %-ах от производительности контура ВД | 22.5 | 22,9 | 33,9 | 53,0 |
Таблица П.2. Конструктивные характеристики поверхностей котла П-88
| Наименование величины | Поверхности нагрева котла-утилизатора | |||||
| ППВД | ИВД | ЭВД | ППНД | ИНД | ГПК | |
| Количество секций | ||||||
| Число рядов труб по ходу газов | ||||||
| Число труб в ряду по ширине газохода | ||||||
| Наружный диаметр труб, мм | ||||||
| Толщина стенки, мм | ||||||
| Марка стали труб | 12Х1МФ | |||||
| Поперечный шаг труб, мм | ||||||
| Продольный шаг, мм | ||||||
| Тип оребрения труб | сплош-ное | просечн. | просечн. | сплош-ное | просечн. | просечн. |
| Высота ребер, мм | ||||||
| Толщина ребер, мм | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | 0,9 | |
| Шаг оребрения, мм | 5,3 | 4,2 | 4,3 | 4,9 | ||
| Глубина просечки, мм | ||||||
| Марка стали ребер | 12Х1МФ |
Таблица П.3. Показатели качества питательной воды котла-утилизатора П-88
| № | Показатель | Размерность | Значение |
| Общая жесткость, не более | мкг-экв/кг | ||
| Содержание соединений железа, не более | мкг/кг | ||
| Содержание соединений меди, не более | мкг/кг | ||
| Содержание растворенного кислорода в конденсате перед деаэратором, не более | мкг/кг | ||
| Содержание нефтепродуктов, не более | мг/кг | 0,3 | |
| рН | – | 9,1+0,1 | |
| Содержание кремниевой кислоты, не более | мкг/кг | ||
| Условное солесодержание (в пересчёте на NaCl), не более | мкг/кг | ||
| Удельная электропроводимость, не более | мкСм/см | 2,0 |
Таблица П.4. Основные технико-экономические показатели котла-утилизатора П-88
| № | Наименование параметра | Размерность | Значение |
| Расход газов на входе в один котел | кг/с | 359,4 | |
| Температура газов на входе в котел | о С | ||
| Контур высокого давления | |||
| Паропроизводительность | т/ч | 154,3х2=308,6 | |
| Давление пара на выходе из котла | МПа | 7,3 | |
| Температура пара на выходе из котла | о С | 504,4 | |
| Контур низкого давления | |||
| Паропроизводительность | т/ч | 39х2=78 | |
| Давление пара на выходе из котла | МПа | 0,7 | |
| Температура пара на выходе из котла | о С | 227,9 | |
| Водо-водяной теплообменник | |||
| Тепловая нагрузка ВВТО: - номинальная - максимальная (при t н.в.=-29 о С) | МВт МВт (Гкал/ч) | 32 (27,4) |
Таблица П.5. Проектные характеристики контура высокого давления котла-утилизатора П-88
| Наименование параметра | Величина параметров | |||||||
| 1 Температура окружающего воздуха, о С | -30 | -3,9 | +3,3 | +15 | +15 | +15 | +15 | +15 |
| 2 Тип топлива | Газ | Газ | Газ | Газ | Газ | Газ | Газ | ДТ |
| 3 Нагрузка КУ, % | 100* | 100* | ||||||
| 4. Контур высокого давления | ||||||||
| 4.1 Паропроизводительность, т/ч | 143,2 | 157,3 | 156,5 | 130,4 | 90,1 | 50,0 | 153,7 | |
| 4.4 Давление в барабане ВД, абс. МПа | 6,797 | 7,443 | 7,604 | 7,541 | 6,242 | 4,109 | 2,17 | 7,61 |
| 4.2 Давление пара на выходе, абс. МПа | 6,431 | 7,054 | 7,208 | 7,151 | 5,903 | 3,868 | 2,04 | 7,23 |
| 4.3 Температура пара на выходе, оС, | ||||||||
| 4.5 Температура воды на входе в ЭВД, оС, | ||||||||
| 4.6 Давление воды на входе в ЭВД, МПа | 7,245 | 7,897 | 8,06 | 7,995 | 6,684 | 5,037 | 3,093 | 8,063 |
Таблица П.6. Проектные характеристики контура низкого давления котла-утилизатора П-88
| № | Величина | Значение | |||||||
| Температура окружающего воздуха, о С | -30 | -3,9 | +3,3 | +15 | +15 | +15 | +15 | +15 | |
| Тип топлива | Газ | Газ | Газ | Газ | Газ | Газ | Газ | ДТ | |
| Нагрузка КУ, % | |||||||||
| Контур низкого давления | |||||||||
| Паропроизводительность, т/ч | 38,0 | 36,7 | 37,4 | 35,2 | 29,9 | 30,5 | 26,5 | 33,3 | |
| Давление в барабане НД, абс. МПа | 0,716 | 0,736 | 0,752 | 0.726 | 0,588 | 0,458 | 0,330 | 0,725 | |
| Давление пара на выходе, абс. МПа | 0,669 | 0,693 | 0,707 | 0,686 | 0,552 | 0,410 | 0,28 | 0,69 | |
| Температура пара на выходе, о С, | |||||||||
| Расход через ГПК, т/ч | 388,7 | 343,8 | 324,1 | 334,3 | 324,0 | 322,5 | 320,5 | ||
| Расход рециркуляции ГПК, т/ч | 205,6 | 151,2 | 134,6 | 152,2 | 162,1 | 207,0 | 295,3 | ||
| Давление на входе ГПК, МПа | 1,07 | 1,07 | 1,07 | 1.05 | 0,88 | 0,73 | 0,73 | 1,17 | |
| Температура на входе ГПК , °С | |||||||||
| Тепловая нагрузка ВВТО, МВт | 13,5* | 8,6 | 6,7 | 3,8 | 3,8 | 3,8 | 3,8 |
Таблица П. 7. Опорные параметры для расчета котла-утилизатора П-88
| № | Наименование величины | Обозна- чение | Размерность | Значение | Источник, способ определения |
| Вода, пар | |||||
| Давление в барабане контура НД (давление в интегрированном деаэрационном устройстве КУ) | pБНД | бар | 7,26 | Задано (см. характеристики КУ) | |
| Давление в барабане контура ВД | pБВД | бар | 75,41 | Задано (см. характеристики КУ) | |
| Давление основного конденсата на стороне напора КЭН | p КЭН | бар | 24,0 | По характеристикам КЭН, p КЭН = f(GПВ) | |
| Потеря давления основного конденсата в КПУ | ∆ pКПУ | бар | 1,0 | Согласно рекомендаций [19,20] | |
| Давление питательной воды на выходе из узла смешения ГПК (на входе в КУ) | pПВ до ГПК | бар | p ПВ до ГПК = p КЭН – ∆ pКПУ ≈ p КЭН | ||
| Температура основного конденсата за конденсатором паровой турбины | tОК | OC | Определяется по характеристикам конденсатора, tОК =f(t НВ) | ||
| Величина подогрева основного конденсата в КПУ | ∆ t КПУ | OC | 4,0 | Рассчитывается или принимается [19,20] | |
| Температура основного конденсата за конденсатором пара уплотнений (КПУ) | t за КПУ | OC | t за КПУ = tОК + ∆ t КПУ | ||
| Температура питательной воды на входе в ГПК КУ | t до ГПК | OC | 65,0 | Принято из условия: t до ГПК ≥ 60 OC | |
| Расход пара в коллектор СН из контура НД | DСН | % | Требования[19,20]]: не более 3 % | ||
| Теплосодержание питательной воды на выходе из узла смешения ГПК | h до ГПК | кДж/кг | Таблицы воды и пара, h до ГПК = hs(tдо ГПК , p ПВ до ГПК) | ||
| Температурные напоры в пинч-пунктах | |||||
| Температурный напор в пинч-пункте на выходе питательной воды из ГПК | δtГПК | OC | 10¸15 | Требования [19,20] | |
| Температурный напор в пинч-пункте на выходе пара контура НД из пароперегревателя НД | δtППНД | OC | 10¸15 | Требования [19,20] | |
| Температурный напор в пинч-пункте на входе питательной воды в экономайзер ВД | δtЭВД | OC | 10¸15 | Требования [19,20] | |
| Температурный напор в пинч-пункте на выходе пара контура ВД из пароперегревателя ВД | δtППВД | OC | Рекомендации [19,20]]: 40 ¸ 50 OC. Принято по данным эксплуатации. | ||
| Газ на входе в котел-утилизатор | |||||
| Массовый расход газов в КУ | GГ КУ | кг/с | 316,752 | 2∙(GКД + BТ) | |
| Плотность газов на входе в КУ | ρГ КУ | кг/м3 | Из расчета ГТД | ||
| Коэффициент избытка воздуха на входе в КУ | a4 | – | Из расчета ГТД | ||
| Давление газов на входе в КУ | p4 КУ | бар | Из расчета ГТД | ||
| Удельная изобарная теплоемкость газов на входе в КУ | cpг 4 | кДж/(кг ∙ К) | Из расчета ГТД | ||
| Температура газов на входе в КУ | θ4 КУ | OC | 519,0 | Из расчета ГТД θ4 КУ = t4 КУ | |
| Энтальпия газов на входе в КУ (за диффузором) | IД | кДж/кг | Из расчета ГТД | ||
| Газ на выходе из котла-утилизатора | |||||
| Температура газов на выходе из КУ | θ УХ | OC | Из условия, что температура конденсата перед ГПК равна 65 OC | ||
| Удельная изобарная теплоемкость газов на выходе из КУ | cp УХ. Г | кДж/(кг ∙ К) | cp УХ. Г = f(θ УХ) | ||
| Энтальпия газов на выходе из КУ при θ УХ | IУХ | кДж/кг | θ УХ ∙ cp УХ. Г | ||
| Энтальпия газов на выходе из КУ при tНВ | IГ НВ | кДж/кг | tНВ ∙ cp УХ. Г , где tНВ = 15 OC | ||
| Аэродинамическое сопротивление собственно КУ | ∆pКУ | бар | 0,0086 | Принято по данным испытаний. Рекомендации: 0,02¸0,03 . |