Задание на выполнение РГР
1. Обосновать мероприятия по снижению затрат электроэнергии электродвигателей дутьевых вентиляторов и дымососов.
2. Внести изменения в режимные карты котлов по токовой – амперной нагрузке дутьевых вентиляторов и дымососов.
3. Рассчитать изменение технических и экономических показателей энергоблоков после проведения мероприятий по эффективизации работы тягодутьевых трактов котлов.
Цель задания:
Разработать и обосновать мероприятия по уменьшению затрат электроэнергии на работу дутьевых вентиляторов и дымососов с одновременным увеличение их производительности.
1. Введение
На сегодняшний день большая часть оборудования тепловых электростанции «ТЭС» физически и морально устарела. Энергоблоки ТЭС имеют завышенные затраты электроэнергии на собственные нужды, а в ряде случаев, даже не обеспечивают номинальную мощность энергоблоков. Одна из причин плохих показателей работы энергоблоков – моральное старение тягодутьевых систем. По нормативам 80-х годов удельные затраты энергии на работу тягодутьевых механизмов должны быть 1,5%, однако сегодня в ряде случаев эти затраты энергии составляют боле 2%.
Традиционные мероприятия по увеличению производительности дымососов и вентиляторов существенно увеличивают потребление электроэнергии на собственные нужды, увеличивают присосы холодного воздуха в тракт удаления дымовых газов что в конечном итоге приводит к уменьшению отпускаемой электроэнергии и соответственно увеличивают себестоимость электроэнергии.
1. Интенсификация и эффективизация энергетического оборудования
Сегодня одним из приоритетных направлений развития энергетики является интенсификация работы энергетического оборудования и систем. Под интенсификацией процессов в аэродинамических системах тягодутьевых трактах котлов понимают увеличение производительности – в первую очередь увеличения объема перемещаемых сред с обеспечением высоких значений КПД вентиляторов и дымососов. В случае, когда производительности вентиляторов либо дымососов не хватает для обеспечения номинальной мощности котлов вентиляторы или дымососы заменяют на более мощное. Главными условиями замены являются два критерия. 1 – Подача должна соответствовать требуемой с обеспечением запаса производительности. 2 – Напор, развиваемый вентилятором или дымососом должен быть в области максимальных значений КПД. На рис. 1 показаны характеристики дутьевого вентилятора ВДН-25/2, где отмечена область рекомендуемой подачи вентилятора при работе.
Рис.1 Аэродинамические характеристики ВДН-25/2
В расчетно-графической работе предлагается выполнить обоснование нового способа повышения экономичности работы энергоблоков ТЭС за счет эффективизации параметров работы энергооборудования.
Под эффективизацией процессов в аэродинамических системах понимают увеличение производительности –увеличения объема перемещаемой рабочей среды с одновременным снижением энергетических затрат. Накопленный опыт показывает, что эффективизацию работы оборудования аэродинамических трактов можно обеспечить за счет корректировки и организации структуры потоков – снижением сопротивлений элементов аэродинамической системы.
Корректировка или совершенствование структуры потоков обеспечивает существенное снижение сопротивлений в элементах тягодутьевых трактов (ТДТ) (повороты, коллектора, тройники, внезапные расширения или сужения и т. п.), а также в самих нагнетателях (вентиляторах, дымососах, компрессорах) и дает снижение затрат энергии за счет уменьшения потерь напора в элементах АС.
Предлагается провести корректировку аэродинамики входного и напорного участков воздушного и газового трактов котлов (без замены вентиляторов и дымососов) с целью снижения аэродинамических сопротивлений и соответственно снижения потерь напора в воздуховодах и газоходах котлов. Совершенствование предлагается проводить в первую очередь методом вставок, замещающих зоны высоких сопротивлений с целью снижения затрат на выполнение мероприятий по интенсификации параметров работы ТДТ.
На рисунке 2 представлено обоснование увеличения подачи + ΔQ и уменьшения энергопотребления – ΔN при работе вентиляторов и дымососов.
Рис. 2. Характеристики ВДН-25/2 и сети до и после реконструкции
Hвент 1 = f (Q) – характеристика напора вентилятора из каталога;
Hсеть1 = f (Q) – характеристика воздушного тракта до совершенствования;
Hсеть2= f (Q) – характеристика воздушного тракта после совершенствования.
Nэл = f (Q) – характеристика мощности электродвигателя;
Снижение сопротивления воздушного тракта котла позволит увеличить подачу воздуха в котел на +ΔQ = + 15 ÷ 25%, при этом потребляемая электроэнергия может быть уменьшена на – ΔNэл= 10 ÷ 15%.
Характеристика мощности вентиляторов ВДН Nэл = f (Q) нелинейна и в зоне увеличения подачи мощность, потребляемая электродвигателем вентилятора, уменьшается. То есть, целесообразно выполнять мероприятия по снижению сопротивлений. В случае снижения суммарного сопротивления сети напорная характеристика сети смещается в сторону увеличения подачи и снижения напора и самое главное снижения потребляемой энергии электродвигателя вентилятора. Рабочая точка (РТ1) дутьевого вентилятора переходит в зону (РТ2), где увеличению подачи воздуха соответствует снижение мощности его электродвигателя. Таким образом снижение аэродинамических сопротивлений обеспечивает увеличение подачи вентилятора или дымососа и одновременно уменьшаются затраты электроэнергии на работу электродвигателей вентиляторов и дымососов.