НОРМЫ РАСХОДА
ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА
ПРИ СЖИГАНИИ ВЫСОКОРЕАКЦИОННЫХ
КАМЕННЫХ УГЛЕЙ С ВЫХОДОМ
ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ БОЛЕЕ 30 %
НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ
МИНЭНЕРГО СССР

 

РД 34.10.505-90

 

 

ОРГРЭС

Москва 1991

 

РАЗРАБОТАНО Фирмой по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей ОРГРЭС

ИСПОЛНИТЕЛИ Л.Д. ЛЕВИН, Н.Л. ЛЕБЕДЕВА, Н.К. ВОЛОКИТИНА, Г.А. БОТОВА

УТВЕРЖДЕНО Министерством энергетики и электрификации СССР 14.06.90 г.

Заместитель министра А.Ф. ДЬЯКОВ

Срок действия установлен

с 01.06.90 г.

до 01.06.95 г.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Нормы издаются взамен «Норм расхода мазута и газа при сжигании каменных углей с выходом летучих веществ более 30 % на тепловых электростанциях Минэнерго СССР. НР 34-70-069-85» (М.: СПО Союзтехэнерго, 1985).

1.2. Нормы являются обязательными для тепловых электростанций, сжигающих угли с выходом летучих веществ более 30 %, а также организаций Минэнерго СССР, планирующих, распределяющих, контролирующих расход газомазутного топлива на этих ТЭС.

1.3. Нормы предназначены для определения расхода газомазутного топлива в зависимости от качества сжигаемого угля, паропроизводительности котлов и производительности пылеприготовительных установок.

1.4. Минимально необходимый расход газомазутного топлива складывается из расходов на:

- растопки котлов и пуски блоков;

- технологические нужды при различных отклонениях в работе основного и вспомогательного оборудования;

- восполнение недостающего количества тепла при сжигании угля ухудшенного качества для выполнения заданного графика нагрузки, при этом не должно быть вынужденного снижения мощности электростанции из-за ограничения паропроизводительности котлов;

- повышение температурного уровня в топке для обеспечения выхода жидкого шлака (для котлов с жидким шлакоудалением).

2. НОРМЫ РАСХОДА ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА НА РАСТОПКИ КОТЛОВ С ПОПЕРЕЧНЫМИ СВЯЗЯМИ И ПУСКИ БЛОКОВ

2.1. Нормы расхода газомазутного топлива (в пересчете на условное топливо) на одну растопку из холодного состояния (при полностью остывшем котле и паропроводах) для котлов различных типоразмеров даны в табл. 1.

2.2. Расход газомазутного топлива на растопки котлов из других тепловых состояний составляет:

- из горячего состояния (при давлении пара, близком к номинальному) - 35 - 45 % расхода топлива на растопку из холодного состояния;

- из неостывшего состояния (промежуточное между холодным и горячим состоянием) - 75 - 85 % расхода топлива на растопку из холодного состояния (рис. 1).

Рис. 1. Расход газомазутного топлива на растопку котлов из различных тепловых состояний

Таблица 1

Нормы расхода газомазутного топлива на одну растопку котла из холодного состояния (в пересчете на условное топливо)

2.3. Нормы расхода газомазутного топлива (в пересчете на условное топливо) на пуски блоков различной мощности из холодного состояния (t_ЦВД ≤ 150 °С) даны в табл. 2.

2.4. Расход газомазутного топлива на пуски блоков из других тепловых состояний составляет:

- из горячего состояния (время простоя менее 24 ч без специального расхолаживания) - 35 - 45 % расхода на пуск из холодного состояния;

- из неостывшего состояния (промежуточное между холодным и горячим состоянием) - 75 - 85 % расхода на пуск из холодного состояния.

Таблица 2

Нормы расхода газомазутного топлива на один пуск блока из холодного состояния (в пересчете на условное топливо)

3. НОРМЫ РАСХОДА ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ НУЖДЫ, СВЯЗАННЫЕ С РАЗЛИЧНЫМИ ОТКЛОНЕНИЯМИ В РАБОТЕ ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

3.1. Расход мазута на технологические нужды включает расход на поддержание устойчивого горения в топках при диспетчерских разгрузках котлов, во время кратковременных аварийных разгрузок и остановов, связанных с отключением основного и вспомогательного оборудования, срабатыванием пыли из бункеров, нарушением режима горения по разным причинам, включением автомата подхвата факела, при переводе котлов с работы на твердом топливе на сжигание природного газа для обеспечения сплавления шлака во избежание заплавления леток.

При снижении теплоты сгорания из-за повышения зольности или влажности углей ухудшаются их сыпучие свойства, чаще возникают перебои в подаче топлива в пылеприготовительные установки и нарушается устойчивость горения в топке, при этом увеличивается количество кратковременных подсветок факела мазутом или газом.

3.2. Нормы расхода газомазутного топлива на технологические нужды определяются по рис. 2 в зависимости от относительного изменения теплоты сгорания углей (Q^р_{н факт}/Q^р_{н расч})

Рис. 2. Расход мазута на технологические нужды

4. НОРМЫ РАСХОДА ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ВОСПОЛНЕНИЯ НЕДОСТАЮЩЕГО КОЛИЧЕСТВА ТЕПЛА ПРИ СЖИГАНИИ УГЛЯ УХУДШЕННОГО КАЧЕСТВА

4.1. Каждый котел спроектирован на сжигание угля определенной марки с расчетными качественными характеристиками и расчетным расходом топлива (B_к^расч) при номинальной нагрузке котла (D_ном). При этом в соответствии с нормами проектирования предусматривается запас по производительности пылеприготовительных установок, который позволяет при некоторых отклонениях основных качественных характеристик топлива работать с номинальной нагрузкой.

При ухудшении качества угля для поддержания заданных нагрузок сначала реализуется весь запас по производительности мельниц путем подачи угля в количестве, превышающем расчетное. При дальнейшем ухудшении качества угля, когда запас по производительности мельниц полностью исчерпан, добавляется газомазутное топливо для восполнения недостающего количества тепла с углем, тем самым снимаются ограничения по паропроизводительности котлов (при отсутствии ограничений по шлакованию).

Расход газомазутного топлива на восполнение тепла определяется по номограмме рис. 3,а, б. Номограмма построена в относительных величинах, поэтому применима для углей с выходом летучих веществ более 30 % с различными качественными характеристиками при сжигании их на всех типах котлов. Теплота сгорания угля дана в долях расчетной Q^р_{н факт}/Q^р_{н расч}; нагрузка котла - в долях от номинальной D_к/D_ном; расход угля при разных нагрузках и качестве угля - в процентах расчетного количества.

Запас по производительности мельниц оценивается коэффициентом К_з, который определяется путем сопоставления потребности котла в топливе при расчетном его качестве и номинальной нагрузке котла с суммарной производительностью систем пылеприготовления

где В_к^расч - расход угля расчетного качества при номинальной нагрузке котла, т/ч;

В_к^расп - располагаемый расход топлива на котел, т/ч;

В_мц - максимальная рабочая производительность мельницы по размолу В_мц^разм или сушке В_мц^суш (из двух полученных значений производительности мельницы - размольной или сушильной - в расчет принимается меньшее значение), т/ч;

В_мц^разм - максимальная рабочая размольная производительность мельницы, определенная по данным испытаний при условии обеспечения максимально возможного расхода сушильного агента и получения приемлемого качества пыли;

В_мц^суш - максимальная рабочая сушильная производительность, определенная при максимальной температуре и расходе сушильного агента и минимальной температуре аэросмеси за мельницей при нормативных присосах. Если присосы выше, необходимо проведение мероприятий для достижения их нормативных значений;

n - количество систем пылеприготовления, установленных на котле;

К_г - средний коэффициент готовности системы пылеприготовления, характеризующий совершенство организации ремонта пылеприготовительного оборудования, мало зависит от типа мельниц и марки размалываемого топлива. Для базовых режимов работы К_г = 0,9, что соответствует его среднему значению для большинства электростанций с удовлетворительной организацией ремонта. При переменном по нагрузке режиме работы оборудования К_г в часы прохождения максимума следует принимать равным 0,95. Для этого необходимо организовать ремонт пылеприготовительного оборудования во время работы котлов при сниженной нагрузке. В случае невозможности обеспечения данных К_г приводится его фактическое значение с одновременным указанием мероприятий, направленных на его повышение.

Определение располагаемого расхода топлива в схемах с промбункером должно проводиться с учетом возможности накопления пыли в часы провала нагрузки и ее последующего использования в часы пик.

В левой части номограммы (см. рис. 3,а) дана зависимость расхода угля от его качества (Q^р_н). Например, при нагрузке котла 0,9D_ном и снижении теплоты сгорания до 0,8Q^р_{н расч} расход угля составит около 114 % расчетного (см. рис. 3,а, точка А).

Рис. 3. Номограмма для определения расхода мазута или газа на восполнение недостающего количества тепла при сжигании каменных углей ухудшенного качества:

а - в процентах всего расхода топлива в условном исчислении; б - в процентах расхода угля в условном исчислении

В правой части номограммы в зависимости от коэффициента запаса по производительности мельниц (К_з) определяется расход газомазутного топлива на восполнение недостающего количества тепла с углем ухудшенного качества. Так, при тех же исходных данных (точка А) при К_з = 1,0 расход газомазутного топлива составит 12,0 % всего расхода топлива в условном исчислении (точка Б); при наличии 10 % запаса по производительности мельниц (т.е. при К_з = 1,1) он снизится примерно до 3 % (точка В).

Пример. Котел ТП-109 с сухим шлакоудалением D_ном = 640 т/ч. Расход топлива проектного качества B_к^расч = 118 т/ч. Установлено две системы пылеприготовления с мельницами Ш-50. Размольная производительность мельницы B_мц^разм = 76 т/ч. Коэффициент готовности К_г = 0,9.

Коэффициент запаса К_з = 76 · 2 · 0,9/118 = 1,16.

Расчетная (проектная) теплота сгорания угля Q^р_{н расч} = 4100 ккал/кг. Фактически сжигается уголь с Q^р_н = 3600 ккал/кг, что равно 0,9 расчетной. По рис. 3,а при Q^р_н = 0,9 Q^р_{н расч} и номинальной нагрузке котла мазут не требуется.

5. НОРМЫ РАСХОДА ГАЗОМАЗУТНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЖИДКОГО ШЛАКОУДАЛЕНИЯ (В КОТЛАХ С ЖИДКИМ ШЛАКОУДАЛЕНИЕМ)

5.1. Для котлов с жидким шлакоудалением одним из определяющих факторов надежной работы является выход жидкого шлака и предотвращение затягивания леток, поэтому для этих котлов помимо вышеуказанных статей расхода газомазутного топлива, необходим расход газомазутного топлива для обеспечения жидкого шлакоудаления. При снижении теплоты сгорания угля температурный уровень в ядре факела снижается, что приводит к ухудшению выхода жидкого шлака.

Для поддержания постоянного температурного уровня в ядре факела необходима добавка высококалорийного газомазутного топлива.

5.2. Определение расхода газомазутного топлива производилось опытным и расчетным путем. На основании этих данных получены зависимости расхода газомазутного топлива для обеспечения выхода жидкого шлака от теплоты сгорания угля, которые представлены на номограмме рис. 4,а, б в процентах от всего топлива или от угля данного качества в условном исчислении при разных нагрузках котла D_к = (0,7 ÷ 1)D_ном.

Рис. 4. Расход мазута или газа: (% суммарного расхода условного топлива) на подсветку факела по условиям выхода жидкого шлака:

а - в процентах всего расхода топлива в условном исчислении; б - в процентах расхода угля в условном исчислении;  - мазут;  - газ

5.3. При поступлении тугоплавкого угля с температурой начала нормального жидкого шлакоудаления t_нж > 1600 °С обеспечить нормальное жидкое шлакоудаление невозможно при любой добавке мазута. Уголь с t_н > 1600 °С должен сжигаться только в котлах с твердым шлакоудалением.

6. ПРИМЕРЫ РАСЧЕТА

Пример 1. Расчет среднесуточной нормы и расхода мазута.

Котел ТП-109 с твердым шлакоудалением. Расчетное топливо - донецкий уголь марки Г, Д.

Q^р_{н расч} = 4100 ккал/кг.

Расчетный расход угля при номинальной нагрузке В_к^расч = 118 т/ч.

Фактическое топливо - донецкий уголь марки Г, Д.

Q^р_{н факт} = 3280 ккал/кг, что составляет 0,8Q^р_{н расч} и вспомогательное (растопочное) топливо - мазут.

Режим работы котла: 15 ч с нагрузкой 640 т/ч (D_ном)

2 ч с нагрузкой 576 т/ч (0,9D_ном)

7 ч с нагрузкой 512 т/ч (0,8D_ном).

Среднесуточная нагрузка котла:

Определение расхода мазута

а) норма расхода мазута и расход мазута при нагрузке котла D_ном = 640 т/ч:

- по рис. 2 норма расхода мазута на технологические нужды - 1 %;

- по рис. 3,а норма расхода мазута на восполнение тепла при D_ном, Q^р_{н факт} = 0,8Q^р_{н расч} и К_з = 1,16 равна 8 %.

За норму расхода мазута при данной нагрузке принимается та, которая имеет наибольшее численное значение (в данном случае Н₁ = 8 %), так как при сжигании мазута одновременно обеспечивается устойчивое горение (при различных отклонениях в работе основного и вспомогательного котельного оборудования) и поддержание необходимой нагрузки;

б) норма расхода мазута и расход мазута при нагрузке котла 0,9D_ном (576 т/ч):

- по рис. 2 норма расхода мазута на технологические нужды - 1 %;

- по рис. 3,а норма расхода мазута на восполнение тепла при D = 0,9D_ном, К_з =1,16, Q^р_{н факт} = 0,8Q^р_{н расч} равна 0.

Итоговая норма расхода мазута: Н₂ = 1 %;

в) норма расхода мазута и расход мазута при разгрузке котла до 0,8D_ном (512 т/ч):

- по рис. 2 норма расхода мазута на технологические нужды - 1 %;

- по рис. 3,а норма расхода мазута на восполнение тепла при D = 0,8D_ном, К_з =1,16, Q^р_{н факт} = 0,8Q^р_{н расч} равна нулю.

Итоговая норма расхода мазута: Н₃ = 1 %.

Среднесуточную норму расхода мазута можно определить по формуле

в данном примере

Суммарный расход топлива за сутки по средней нагрузке D_к^ср = 0,93D_ном (по номограмме рис. 3) при Q^р_{н факт} = 0,8Q^р_{н расч} и D_к^ср = 0,93D_ном.

Суммарный расход мазута за сутки (в условном исчислении)

Для котла ТП-109, оборудованного двумя системами пылеприготовления с шаровыми барабанными мельницами Ш-50 и промежуточными бункерами, среднесуточная норма расхода мазута определяется следующим образом.

Вместимость промбункера по пыли V_макс = 250 т. Минимальный запас пыли в каждом промбункере, необходимый для устойчивой работы питателей пыли V_мин = 150 т. Срабатываемый запас пыли в одном промбункере

V_макс - V_мин = 100 т,

в двух промбункерах, установленных на котле, - 200 т.

Максимальная рабочая производительность мельницы В_мц = 76 т/ч.

Коэффициент готовности мельниц к работе К_г = 0,9.

Суммарная производительность мельниц, установленных на котле, с учетом коэффициента готовности

ΣB_мц = B_мцnК_г = 76 · 2 · 0,9 = 136,8 т/ч.

Коэффициент запаса по производительности мельниц

Фактическое и расчетное топливо, а также режим работы котла аналогичны исходным данным из первой части примера.

Расчет необходимого расхода угля и мазута

а) при нагрузке котла 0,8D_ном и Q^р_{н факт} = 0,8Q^р_{н расч} необходимый расход топлива составит 101 % расчетного (см. рис. 3а):

В промбункерах ежечасно накапливается угольной пыли

или в сутки 7´17,6 = 123,2 т.

Расход мазута на технологические нужды составит 1 % (см. рис. 2);

б) при нагрузке котла 0,9D_ном и Q^р_{н факт} = 0,8Q^р_{н расч} необходимый расход топлива составит 114 % расчетного (см. рис. 3а):

В промбункерах ежечасно накапливается угольной пыли

т/ч

или в сутки - 2 · 2,3 = 4,6 т.

Расход мазута на технологические нужды составит 1 % (см. рис. 2);

в) при номинальной нагрузке котла и Q^р_{н факт} = 0,8Q^р_{н расч} необходимый расход топлива составит 126 % расчетного (см. рис 3а);

Недостающее количество угля из-за недостаточной производительности мельниц

 т/ч

или в сутки 15´11,9 = 178,5 т покрывается из запаса угольной пыли, скопившейся в промбункерах,

В связи с тем, что этого количества угольной пыли недостаточно для нормальной работы котла, недостающее количество угля 50,7 т восполняется мазутом

 в условном исчислении или

Кроме этого, мазут используется для технологических нужд в количестве 1 % (см. рис. 2), т.е. итоговая норма расхода мазута в период работы с номинальной нагрузкой составит 3,3 %.

Среднесуточная норма расхода мазута при работе котла с промбункером составит:

Суммарный расход мазута за сутки (в условном исчислении)

т, что на

(88,5 - 38,8) = 50 т меньше расхода мазута без применения промбункера (см. первую часть расчета).

Пример. 2. Расчет нормативного расхода мазута за отчетный период. ТЭС, сжигающая донецкий уголь марки Г и Д в котлах с жидким шлакоудалением, расчетное топливо: донецкий уголь марки Г с Q_н^р = 5000 ккал/кг.

Фактически за отчетный период было сожжено угля со следующей характеристикой:

Итого: Q^р_{н ср} = 4060 ккал/кг, ΣВ_нат = 4252766 т ΣВ_усл = 2467420 т.

Режим работы котлов за отчетный период:

8 ч с нагрузкой D_ном;

16 ч с нагрузкой 0,8D_ном.

Среднесуточная нагрузка котлов:

Коэффициент запаса по производительности мельниц К_з = 1,3.

Определение нормы расхода мазута

а) на растопки котлов расход мазута рассчитывается по количеству растопок за отчетный период:

б) на технологические нужды:

- при сжигании угля с Q^р_н = 4124 ккал/кг (Q^р_{н факт}/Q^р_{н расч} = 0,82) по рис. 2 норма Н₁^тн = 0,9 %;

- при сжигании угля Q^р_н = 3984 ккал/кг (Q^р_{н факт}/Q^р_{н расч} = 0,8) Н₂^тн = 1,0 %;

- при сжигании угля Q^р_н = 4141 ккал/кг (Q^р_{н факт}/Q^р_{н расч} = 0,83) Н₃^тн = 0,85 %;

- при сжигании угля Q^р_н = 3978 ккал/кг (Q^р_{н факт}/Q^р_{н расч} = 0,8) Н₄^тн = 1,0 %;

в) на восполнение тепла: так как коэффициент запаса по производительности мельниц достаточно большой (К_з = 1,3), расход мазута на восполнение тепла не требуется (см. рис. 3);

г) для обеспечения выхода жидкого шлака:

- для угля с Q^р_н = 4124 ккал/кг по рис. 4,б расход мазута равен: при D_ном - 0 %, при 0,8 D_ном - 1 % расхода угля в условном исчислении.

Норма расхода мазута для угля с Q^р_н = 4124 ккал/кг составит: Н₁^жш = 16 · 1 · 0,8/(24 · 0,87) = 0,6 %, так как Н₁^тн > Н₁^жш, за итоговую норму принимается Н₁ = 0,9 %;

- для угля с Q^р_н = 3984 ккал/кг по рис. 4,б расход мазута равен: при D_ном = 0 %, при 0,8D_ном - 3 %.

Норма расхода мазута составит Н₂^жш = 16 · 3 · 0,8/(24 · 0,87) = 1,8 %, так как Н₂^жш > Н₂^тн за итоговую норму принимается 1,8 %;

- для угля с Q^р_н = 4141 ккал/кг по рис. 4,б расход мазута равен: при D_ном = 0 %, при 0,8D_ном - 0,5 %.

Норма расхода мазута составит:

Н₃^жш = 16 · 0,5 · 0,8/(24 · 0,87) = 0,3 %,

так как Н₃^тн > Н₃^жш, за итоговую норму принимаем 0,85 %;

- для угля с Q^р_н = 3978 ккал/кг по рис. 4,б расход мазута равен: при D_ном - 0 %, при 0,8D_ном - 3,0 %.

Норма расхода мазута составит:

Н₄^жш = 3,0 · 16 · 0,8/(24 · 0,87) = 1,8 %.

так как Н₄^жш > Н₄^тн, за итоговую норму принимается 1,8 %.

Суммарная норма расхода мазута

= (646143 · 0,9 + 589408 · 1,8 + 677413 · 0,85 + 554456 · 1,8)/2467420 = 1,3 %,

где В₁, В₂, В₃, В₄ - расход угля при разной теплоте сгорания в условном исчислении.

Расход мазута в условном исчислении

В_маз = 2467420 · 1,3/100 = 32076 т.

К этому количеству добавляется расход мазута на растопки.

 

СОДЕРЖАНИЕ