6. Расчет паропроизводительности котла-утилизатора
Паропроизводительность КУ для заданной нагрузки ПГУ-К определяется из уравнений тепловых балансов поверхностей нагрева при предварительно заданном температурном напоре между перегретым паром высокого давления и температурой отработанных в ГТ газов. При определенных параметрах пара и воды в барабане высокого давления определяется температура среды в испарительных поверхностях нагрева, за экономайзером высокого давления и, соответственно, температуры уходящих газов за ними. Из уравнения теплового баланса определяется расход пара высокого давления.
6.1. Особенности режимов работы котла-утилизатора
1. Рабочий диапазон изменения нагрузки котла-утилизатора соответствует диапазону нагрузки ГТУ: 10050%. Изменение нагрузки котла-утилизатора в регулировочном диапазоне должно производиться путём плавного изменения нагрузки ГТУ и не должно приводить к резким колебаниям уровня в барабанах и выбегам температур за поверхностями нагрева [12].
2. Регулирование давления и температуры пара в КУ не требуется, т.к. КУ предназначен для работы на скользящих параметрах пара высокого и низкого давлений. Параметры пара определяются расходом и температурой греющих газов на входе КУ из ГТ и нагрузкой паровой турбины [12].
Из этого следует, что параметры пара за котлом (давление, температура), а следовательно, перед паровой турбиной, полностью определяет режим работы ГТУ:
- расход газов из ГТУ в КУ;
- температура газов на входе в КУ.
3. Паропроизводительность КУ не регулируется и определяется полностью нагрузкой ГТУ.
6.2. Выбор температурных напоров в пинч-пунктах и опорных параметров для теплового расчета котла-утилизатора
Руководствуясь положениями НТД на проектирование ПГУ, производственной инструкции по эксплуатации котла-утилизатора П-88 и данными испытаний ПГУ, определяются опорные параметры для расчета КУ и температурные напоры в пинч-пунктах, см. табл. П. 7 и рис. 18
1. Согласно [19] «… Конструкция и тепловая схема котла-утилизатора должны обеспечивать его работу с минимально возможной температурой уходящих газов. Температурные напоры в «пинч-пунктах» не должны превышать 1015°С.».
ПРИМЕЧАНИЕ.
Пинч-пункт (pinch – сужение, заклинивание) – это сечение в T,Q-диаграмме для каждой поверхности пароводяного тракта КУ (см. рис. 18), в котором достигается минимальная разность температур (минимальный температурный напор) между газами (продукты сгорания топлива) и рабочим телом (пар, вода).
а)
б)
Рис.18. Принципиальная схема газовоздушного и водопарового трактов (а) и тепловая t,Q-диаграмма (б) полублока ПГУ-325
2. Согласно [19] «… При работе ПГУ на основном и резервном топливе температура воды (конденсата) на входе в котел-утилизатор должна превышать на 10-15°С температуру конденсации водяных паров в уходящих газах.».
Производственная инструкция по эксплуатации КУ [12] конкретизирует величину температуры питательной воды на входе в КУ в зависимости от вида топлива: «… При работе ГТУ на продуктах сгорания дизельного топлива на вход в ГПК котла-утилизатора должна подаваться вода с температурой не ниже 75 С, исключающей конденсацию водяных паров из состава продуктов сгорания на поверхности нагрева ГПК. При работе на природном газе – не ниже 60 С.».
3. Согласно [19] «… Паропроизводительность котельных агрегатов, устанавливаемых в блоке с турбоагрегатами, выбирается по максимальному пропуску острого пара через турбину с учетом расхода пара на собственные нужды и запаса в размере 3%.
4. По условию надежной эксплуатации КУ температура уходящих газов не должна вызывать конденсации влаги на поверхностях нагрева. Для КУ данного типа рекомендовано не снижать температуру уходящих газов ниже 90 оС. Температура газов регулируется температурой конденсата, подаваемого в ГПК, поэтому в расчете приближение температуры производится увеличением расхода рециркуляции РЭН.