МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

 

ТИПОВАЯ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ВОДОГРЕЙНОГО КОТЛА КВГМ-100
ПРИ СЖИГАНИИ ПРИРОДНОГО ГАЗА

 

ТХ 34-70-017-86

 

 

 

СЛУЖБА ПЕРЕДОВОГО ОПЫТА ПО «СОЮЗТЕХЭНЕРГО»

Москва

1987

 

РАЗРАБОТАНО предприятием «Уралтехэнерго» Производственного объединения по наладке, совершенствованию технологии и эксплуатации электростанций и сетей «Союзтехэнерго»

ИСПОЛНИТЕЛИ Н.Ф. ОВСЯННИКОВ, С.М. АГЕЕВ

УТВЕРЖДЕНО Главным научно-техническим управлением энергетики и электрификации 02.04.86 г.

Заместитель начальника Д.Я. ШАМАРАКОВ

Настоящая Типовая энергетическая характеристика распространяется на водогрейные котлы КВГМ-100 заводского исполнения, на которых не внедрялись реконструктивные мероприятия для повышения надежности и экономичности, эксплуатируемые в основном и пиковом режимах при сжигании природного газа.

Характеристика устанавливает зависимость количественных и качественных показателей работы котла от его теплопроизводительности. Характеристика составлена впервые и отражает технически достижимую экономичность котла.

Условия составления энергетической характеристики и примеры расчета приведены в приложении.

Типовая энергетическая характеристика водогрейного котла КВГМ-100 обязательна для использования на всех электростанциях и в районных отопительных котельных Минэнерго СССР и является основой для составления нормативных характеристик котлов КВГМ-100 с учетом конкретных фактических условий работы данного энергопредприятия.

 

Топливо: природный газ

Характеристика топлива на рабочую массу при нормальных условиях:  МДж/м³ (7950 ккал/м³)

 

 

 

 

 

Топливо: природный газ

Характеристика топлива на рабочую массу

при нормальных условиях:  МДж/м³ (7950 ккал/м³)

 

 

 

 

 

На отклонение температуры холодного воздуха от t_х.в = 5 °C

На отклонение температуры воды на входе от t_вх = 70 °C

На отклонение расхода воды через котел от Q_к = 1235 т/ч

На отклонение температуры воды на входе от t_вх = 70 °C

На отклонение расхода воды через котел от Q_к = 1235 т/ч

На отклонение коэффициента избытка воздуха от принятого в расчет

На отклонение температуры холодного воздуха от t_х.в = 5 °C

На отклонение температуры воды на входе от t_вх = 70 °C

На отклонение расхода воды через котел от G_к = 2460 т/ч

На отклонение температуры воды на входе от t_вх = 110 °C

На отклонение расхода воды через котел от G_к = 2460 т/ч

На отклонение коэффициента избытка воздуха от принятого в расчет

Приложение

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБОРУДОВАНИЯ КОТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

1.1. Газомазутный водогрейный котел КВГМ-100 теплопроизводительностью 100 Гкал/ч предназначен для покрытия теплофикационной нагрузки. Основные расчетные показатели котла приведены в табл. 3 и 6.

1.2. Котел П-образной компоновки, водогрейный, с принудительной циркуляцией и тягой (рис. П1). Габаритные размеры котла: высота от уровня пола до отметки верха дробеочистки 14450 мм, ширина по фронту 5700 мм, глубина 9408 мм.

Топочная камера котла экранирована трубами диаметром 60´4 мм. Объем топочной камеры 388 м³, площадь лучевоспринимающей поверхности 325 м².

В опускном газоходе находится конвективная часть котла, состоящая из трех секционных пакетов с шахматным расположением труб. Каждый из пакетов собран из U-образных змеевиков из труб диаметром 28´3 мм.

Обмуровка котла облегченная, натрубная, крепится к экранным трубам.

Котел КВГМ-100 - бескаркасный, экраны топочной камеры и боковые экраны конвективной шахты опираются на портал и расширяются вверх вместе с обмуровкой и поясами жесткости.

1.3. Котел КВГМ-100 оснащен тремя газомазутными горелками РГМГ-30. Производительность горелки по газу 1,16 м³/с (4175 м³/ч) при нормальных условиях.

Котел оборудован одним дымососом Д18´2, двумя дутьевыми вентиляторами ВД-15,5.

1.4. Регулирование теплопроизводительности котла осуществляется при постоянном расходе сетевой воды, пределы регулирования - от 30 до 100 % номинальной. Котел КВГМ-100 может работать в основном и пиковом режимах.

Рис. П1. Принципиальная схема движения воды и газов в котле КВГМ-100

Характеристика основного и вспомогательного оборудования представлена в табл. П1.

Таблица П1

Техническая характеристика основного и вспомогательного оборудования

2. УСЛОВИЯ СОСТАВЛЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

2.1. При составлении характеристики использовались результаты испытаний котлов КВГМ-100, проведенных предприятием «Уралтехэнерго» и МГП Союзтехэнерго. При этом значения гидравлического сопротивления, номинального расхода воды через котел, плотности по газовому тракту, а также качественные характеристики топлива приняты исходя из фактических показателей работы котлов.

Характеристика соответствует руководящим документам и указаниям по нормированию технико-экономических показателей котлов и отражает технически достижимую экономичность котла при нижеприведенных условиях, принятых за исходные:

- котел работает в основном режиме по четырехходовой схеме, а в пиковом режиме по двухходовой схеме без предварительного подогрева воздуха;

- котел работает на принудительной тяге (с дымососом);

- топливо - природный газ. Низшая теплота сгорания при нормальных условиях () 33,3 МДж/м³ (7950 ккал/м³);

- температура холодного воздуха (t_х.в) на входе в дутьевые вентиляторы 5 °C;

- расход сетевой воды (G_к) через котел:

в основном режиме 1235 т/ч;

в пиковом режиме 2460 т/ч;

- температура сетевой воды (t_вх) на входе в котел:

в основном режиме 70 °C;

в пиковом режиме 110 °C;

- общая площадь конвективных поверхностей нагрева равна проектной; отглушенные змеевики отсутствуют;

- состояние внутренних поверхностей нагрева котла эксплуатационно чистое;

- реконструктивные мероприятия по повышению надежности и экономичности не внедрялись.

2.2. Расчет типовой энергетической характеристики, выполнен в соответствии с указаниями «Теплового расчета котельных агрегатов (нормативный метод)» (М.: Энергия, 1973).

2.2.1. Коэффициент полезного действия брутто котла  (%) и потери тепла с уходящими газами q₂, (%) подсчитаны в соответствии с методикой, изложенной в книге Я.Л. Пеккера «Теплотехнические расчеты по приведенным характеристикам топлива» (М.: Энергия, 1977).

2.2.2. Коэффициент избытка воздуха в режимном сечении (за конвективной частью) a_ух на основании результатов испытаний принят при номинальной нагрузке равным 1,05 и постоянным в диапазоне теплопроизводительности от 60 до 100 %. При нагрузках 50, 40 и 30 % Q_ном - соответственно равным 1,06; 1,08; 1,13.

2.2.3. Значение присосов воздуха в топочную камеру и конвективные поверхности нагрева котла в диапазоне теплопроизводительности от 30 до 100 Гкал/ч изменяется от 15,7 до 4,7 %.

2.2.4. Потери тепла от химической неполноты сгорания топлива q₃ (%) приняты равными нулю на основании результатов испытаний.

2.2.5. Потери тепла от механической неполноты сгорания топлива q₄ (%) приняты равными нулю.

2.2.6. Потери тепла в окружающую среду q₅ приняты равными 0,05 % в диапазоне теплопроизводительности от 30 до 100 % по данным результатов измерений тепловых потоков с обмуровки и изоляции водогрейных котлов КВГМ-100, проведенных МГП Союзтехэнерго и предприятием «Уралтехэнерго».

2.2.7. Удельный расход электроэнергии на собственные нужды котельной установки рассчитан по мощности, потребляемой дутьевыми вентиляторами и дымососом.

2.2.8. Типовая энергетическая характеристика и приложения к ней котла КВГМ-100 при работе в основном и пиковом режимах даны в виде диаграмм (рис. 1 - 7) и цифровых значений (табл. 1 и 4).

2.2.9. Сравнение данных типовой характеристики с гарантийными данными завода-изготовителя приведены в табл. 3 и 6.

3. ПОПРАВКИ К НОРМАТИВНЫМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

3.1. Для приведения основных нормативных показателей работы котла к измененным условиям его эксплуатации даны поправки в виде диаграмм (рис. 8 - 15) и цифровых значений (табл. 2 и 5).

Поправки рассчитаны в соответствии с методикой, изложенной в «Положении о согласовании нормативных характеристик оборудования и расчетных удельных расходов топлива» (М.: СЦНТИ ОРГРЭС, 1975).

Типовая характеристика построена при условии, что t_х.в = 5 °C, t_вх = 70 °C (основной режим) и 110 °C (пиковый режим), расход воды через котел G_к (т/ч) - расчетный.

Влияние изменения этих параметров на показатели работы котла учитывается тремя отдельными поправками:

- изменение температуры холодного воздуха учитывается поправкой к q₂ и  (расчетная поправка);

- изменение температуры воды на входе в котел учитывается поправкой к t_ух, q₂ и  (экспериментальная поправка);

- изменение расхода воды через котел учитывается поправкой к t_ух, q₂ и  (экспериментальная поправка).

Изменение коэффициента избытка воздуха учитывается поправкой к t_ух (экспериментальная поправка).

3.2. Поправка Dq₂, (%) на изменение температуры холодного воздуха рассчитана по формуле

Поправка к КПД котла брутто (%) будет равна

3.3. Пользование системой поправок поясняется следующими примерами:

Пример 1.

Котел работает в основном режиме при теплопроизводительности 60 Гкал/ч и следующих измененных условиях эксплуатации:

Температура холодного воздуха........................................................................ 15 °C

Расход воды через котел..................................................................................... 1335 т/ч

Температура сетевой воды на входе в котел.................................................... 80 °C

Коэффициент избытка воздуха за котлом........................................................ 1,15

Пример 2.

Котел работает в пиковом режиме при теплопроизводительности 80 Гкал/ч и следующих измененных условиях эксплуатации:

Температура холодного воздуха........................................................................ 15 °C

Расход воды через котел..................................................................................... 2360 т/ч

Температура сетевой воды на входе в котел.................................................... 100 °C

Коэффициент избытка воздуха за котлом........................................................ 1,25

Из значений параметров, указанных выше, вычитают значения аналогичных параметров, приведенных в Типовой энергетической характеристике для основного или пикового режима работы котла, и подсчитывают их разность. Знак разности указывает направление изменения значения каждого параметра.

Поправки находятся по диаграммам (рис. 8 - 15). Результаты расчета поправок для примеров 1 и 2 приведены соответственно в табл. П2 и П3.

Таблица П2

Результаты расчета поправок (основной режим)

Таблица П3

Результаты расчета поправок (пиковый режим)

Нормативные значения  для измененных условий эксплуатации составят:

где  - значения величин при условиях Типовой энергетической характеристики;

Dt_ух - поправка к температуре уходящих газов, °C;

Dq₂ - поправка к потерям тепла с уходящими газами, %;

 - поправка к КПД котла брутто, %.

Пример 1.

Пример 2.

Отклонение коэффициента избытка воздуха в режимном сечении от оптимального значения обусловит отклонение от нормативных значений температуры уходящих газов, потери тепла с уходящими газами, КПД брутто котла и вызовет перерасход топлива DB (%), эквивалентный Dq₂:

Пример 1.                                       Пример 2.

Da_ух = +0,1;                                     Da_ух = +0,2;

Dt_ух = +4,2 °C;                                 Dt_ух = +9,2 °C;

Dq₂ = +0,56 %;                                Dq₂ = +1,37 %;

                             

DB = +0,59 %.                                 DB = +1,47 %.

Нормативные графические зависимости действительны в диапазонах, указанных на соответствующих рисунках данной Типовой энергетической характеристики.

Таблицы и диаграммы представлены в Типовой энергетической характеристике в системе МКГСС; для перевода в систему СИ необходимо пользоваться переводными коэффициентами:

1 кгс/см² = 98066,5 Па.

1 Гкал/ч = 1,163 МВт.

1 ккал/м³ = 4,19 · 10^-3 МДж/м³.

1 кВт · ч = 3,6 МДж.