Топливное хозяйство ТЭЦ МЭИ
Министерство общего и профессионального образования РФ
Московский Энергетический Институт
(технический университет)
ТЭЦ МЭИ
Лабораторная работа № 2
Котельное отделение ТЭЦ МЭИ.
Выполнил:студент группы
Э-12-09 Кизер К.Л.
Москва
Год
Топливное хозяйство ТЭЦ МЭИ
Первоначально топливное хозяйство ТЭЦ МЭИ было спроектировано для работы на каменном угле. Уголь, поступающий на склады станции Сортировочная по железной дороге, на ТЭЦ предполагалось доставлять автомобильным транспортом. Приход в Москву в июне 1946 г. природного газа из Саратова изменил структуру топливного баланса города, что сделало возможным изменение проекта топливного хозяйства ТЭЦ. Оборудование пылеприготовления даже не было смонтировано, и с первых дней существования ТЭЦ МЭИ работает на газе.
Природный газ, являющийся смесью газов различных месторождений юга и востока России, поступает на ТЭЦ из второго (всего пять) Московского газового кольца по подземному магистральному газопроводу под давлением 100 кПа.
Основной горючий элемент в составе газа - метан СН4 (96-98 %); содержание прочих горючих примесей (Нз, СО, Н2S и др.) - незначительно. Химическим балластом топлива являются азот N2 (1,3 %) и диоксид углерода С02 (до 0,6 %). Теплота сгорания 0 ри нормального кубического метра газа (при 0 °С и давлении 760 мм рт. ст.) составляет 32-36 МДж/нм . Для сжигания одного нм природного газа теоретически требуется 9,5-10,5 нм воздуха. Действительный объем воздуха, подаваемый в топку, несколько выше, поскольку не удается идеально перемешивать газ и воздух. Природный газ легче воздуха. Его плотность при 0 С и атмосферном давлении равна 0,75-0,78 кг/м . Влажность газа составляет в среднем не более 6 г воды на один м .
При работе на газе значительно улучшаются условия эксплуатации и показатели электростанции, но есть и отрицательные стороны: газ ядовит и взрывоопасен. В смеси с воздухом (4-20 % газа) образуется взрывоопасная гремучая смесь. Эти свойства газа требуют соблюдения ряда дополнительных правил безопасной эксплуатации газовых уст-
ройств.
Давление газа, поступающего на ТЭЦ из магистрали, может колебаться в зависимости от нагрузки сети. Для обеспечения устойчивого горения и возможности регулировать подачу топлива степенью открытия газовой заслонки необходимо, чтобы давление газа перед котлом поддерживалось постоянным. Регулирование давления газа (поддержание его постоянным с одновременным редуцированием) осуществляется в газорегуляторном пункте (ГРП). Схема газопроводов в пределах ГРП приведена на рис 2.1.
ГРП расположен отдельно от котельного цеха во взрыво- и пожаробезопасном помещении. Под давлением 70-80 кПа газ поступает на
ГРП из магистрального подземного газопровода 7, пройдя задвижки 2,4 и устройство 3 для отвода конденсата. Содержащиеся в газе пары конденсируются и скапливаются в нижних точках газопровода. В холодных местах конденсат может замерзать и вызывать разрывы трубопровода и арматуры.В ГРП первым по ходу газа установлен механический фильтр 6 для очистки газа от пыли. Степень загрязнения фильтра контролируется дифференциальным манометром 7. Для регистрации давления и расхода газа установлены приборы 9,10,11. Пропускная способность ГРП рассчитана на максимальный расход газа на ТЭЦ - 9200 нм*ч.
В соответствии с нормами проектирования имеются две параллельные независимые линии с регуляторами давления газа, соединенные перемычками. В каждой линии установлен предохранительны: запорный клапан 13, прекращающий подачу газа на ТЭЦ в двух случаях: если давление газа после регулятора 14 у падет ниже 3 кПа или превысит 22 кПа. Подача газа в котел при низком давлении сопряжена возможностью затягивания пламени в горелки; чрезмерное повышении давления может вызвать механические повреждения в газопроводах.
Регулятор давления газа 14 механический, типа РДУК-2Н, под держивает постоянное давление (16-18 кПа) "после себя" независимо от колебаний давления газа в подающей магистрали и от потребления газа ТЭЦ. На перемычке, соединяющей обе линии регулирования, установлены пружинные предохранительные клапаны 16 типа ПСК-50. Они срабатывают только при повышении давления до 20 кПа, сбрасывая газ в атмосферу. Тем самым предотвращается срабатывание клапана 13 и отключение котлов ТЭЦ.
Кроме перечисленных устройств на ГРП установлены показывавщие приборы (манометры, термометры и др.). Для ремонта оборудования, проверки приборов и регуляторов предусмотрены байпасные линии.
Рис 2.1. Схема газовых магистралей в пределах газорегуляторного пункта
1—магистральный газопровод; 2-задвижка в колодце;3-устройство для отвода конденсата; 4-входная запорная задвижка; 5-сброснопродувочная линия; б-фильтр: 7-дифференциальный манометр; 8-термометр манометрический; 9-дифференциальный манометр для измерения малых расходов газа; 10- то же. при больших расходах газа; 11-манометр регистрирующий; 12-манометр технический; 13-предохранительный запорный клапан: 13-регулятор давления; 15-напоромер пружинный; 16-предохранительный сбросной клапан.
В котельное отделение газ поступает по двум трубопроводам диаметром 200 и 250 мм. На рис.2.2 приведена схема подвода газа к котлу № 2. На другие котлы подвод газа аналогичен. На общем участке газопровода к котлу установлены: задвижка с электроприводом 1, регистрирующий расходомер 2, предохранительный клапан 3 и регулирующая заслонка 4. Предохранительный клапан 3 типа ПКН-200 используется здесь только как исполнительный механизм системы защиты котла: клапан прекращает подачу газа на котел при отключении дымососа, вентилятора, погасании факела, снижении уровня в барабане, повышении давления в топке. Регулирующая газовая заслонка 4 управляется регулятором топлива, который изменяет подачу газа в соответствии с нагрузкой котла.
Рис. 2.2 Схема подвода газа к котлу №2
1-задвижка с электроприводом; 2-расходомер; 3-предохранительный клапан; 4-регулирующая заслонка; 5-газовая горелка; 6-задвижка у горелки; 7-продувочный газопровод ( свеча); 5-манометр перед горелкой
Непосредственно перед каждой горелкой установлена задвижка о, которой можно регулировать подачу газа или отключить горелку при малых нагрузках. Продувочная линия 7 с выходом в атмосферу, называемая "свечой", позволяет удалять воздух из газопровода при заполнении его газом перед пуском котла. При останове котла через свечу удаляются остатки газа. Выхлоп линии свечи в атмосферу выведен на три метра выше перекрытий котельной.
Экономичность горения в большой степени зависит от степени перемешивания газа и воздуха. В этом отношении наиболее эффективна подача газа тонкими струями в массу турбулизированного потока воздуха. Основное назначение газовой горелки - организация смесеобразования и создание устойчивого фронта воспламенения смеси у ее устья. Газ подается по центральному кольцевому каналу горелки и через продольные косые щели поступает в завихренный поток воздуха, подаваемый в горелку тангенциально. Давление газа перед горелками составляет 3,5-5,0 кПа; давление воздуха 5,0—5,9 кПа; скорость газа на выходе из щелей - 100 м/с, максимальная скорость воздуха в амбразуре горелки- 15 м/с.
При нормальной работе котла в топке поддерживается разрежение, что исключает выбивание факела. При аварийном повышении давления предусмотрены взрывные клапаны, установленные в верхней части топки и на горизонтальном газоходе котла.