РД 34.26.714

УДК 697.326-62

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

ГЛАВНОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ

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

РД 34.26.714

(ТХ 34-70-017-86)

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.

Таблица 1

ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА

Основной режим

Условия характеристики и основные показатели котла

Тип КВГМ-100

Топливо: природный газ

Характеристика топлива на рабочую массу при нормальных условиях: = 33,3 МДж/м3 (7950 ккал/м3)

Таблица 2

ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА

Основной режим

Поправки и вспомогательные зависимости

Тип КВГМ-100

Таблица 3

ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА

Основной режим

Сравнение данных типовой характеристики с данными теплового расчета

Тип КВГМ-100

Таблица 4

ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА

Пиковый режим

Условия характеристики и основные показатели котла

Тип КВГМ-100

Топливо: природный газ

Характеристика топлива на рабочую массу при нормальных условиях: = 33,3 МДж/м3 (7950 ккал/м3)

Таблица 5

ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА

Пиковый режим

Поправки и вспомогательные зависимости

Тип КВГМ-100

Таблица 6

ТИПОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОТЛА

Пиковый режим

Сравнение данных типовой характеристики с данными теплового расчета

Тип КВГМ-100

Рис. 1

Типовая энергетическая характеристика котла

Основной режим

Тип КВГМ-100

Условия построения характеристики

Поправки к , %

Рис. 2

Типовая энергетическая характеристика котла

Основной режим

Приложение к характеристике котла

Тип КВГМ-100

Рис. 3

Типовая энергетическая характеристика котла

Основной режим

Приложение к характеристике котла

Тип КВГМ-100

Рис. 4

Типовая энергетическая характеристика котла

Пиковый режим

Тип КВГМ-100

Условия построения характеристики

Поправки к , %

Рис. 5

Типовая энергетическая характеристика котла

Пиковый режим

Приложение к характеристике котла

Тип КВГМ-100

Рис. 6

Типовая энергетическая характеристика котла

Пиковый режим

Приложение к характеристике котла

Тип КВГМ-100

Рис. 7

Типовая энергетическая характеристика котла

Мощность приводов механизмов котельной установки

Тип КВГМ-100

Рис. 8

Типовая энергетическая характеристика котла

Основной режим

Поправка к КПД брутто

Тип КВГМ-100

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

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

Рис. 9

Типовая энергетическая характеристика котла

Основной режим

Поправка к КПД брутто

Тип КВГМ-100

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

Рис. 10

Типовая энергетическая характеристика котла

Основной режим

Поправка к температуре уходящих газов

Тип КВГМ-100

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

На отклонение температуры воды через котел от Gк = 1235 т/ч

Рис. 11

Типовая энергетическая характеристика котла

Основной режим

Поправка к температуре уходящих газов

Тип КВГМ-100

На отклонение коэффициента избытка воздуха от принятого в расчете

Рис. 12

Типовая энергетическая характеристика котла

Пиковый режим

Поправка к КПД брутто

Тип КВГМ-100

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

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

Рис. 13

Типовая энергетическая характеристика котла

Пиковый режим

Поправка к КПД брутто

Тип КВГМ-100

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

Рис. 14

Типовая энергетическая характеристика котла

Пиковый режим

Поправка к температуре уходящих газов

Тип КВГМ-100

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

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

Рис. 15

Типовая энергетическая характеристика котла

Пиковый режим

Поправка к температуре уходящих газов

Тип КВГМ-100

На отклонение коэффициента избытка воздуха от принятого в расчете

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.

Характеристика основного и вспомогательного оборудования представлена в табл. П1.

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

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 (tх.в) на входе в дутьевые вентиляторы 5 °C;

- расход сетевой воды (Gк) через котел:

- в основном режиме 1235 т/ч;

- в пиковом режиме 2460 т/ч;

температура сетевой воды (tвх) 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) 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 % Qном - 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 tх.в = 5 °C, tвх = 70 °С (основной режим) и 110 °C (пиковый режим), расход воды через котел Gк (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 tух, q2 и (экспериментальная поправка);

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

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

3.2. Поправка Δq2, (%) на изменение температуры холодного воздуха рассчитана по формуле:

.

Поправка к КПД котла брутто (%) будет равна

= - Δq2.

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:

Пример 2.

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

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 (°C), (%) и (%) для измененных условий эксплуатации составят:

;

;

,

Пример 1.

= 103 + 5,7 = 108,7 °C;

= 4,25 – 0,12 = 4,13 %;

= 95,70 + 0,12 = 95,82 %.

Пример 2.

= 132 – 7,7 = 124,3 °C;

= 5,50 – 0,71 = 4,79 %;

= 94,45 + 0,71 = 95,16 %.

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 ΔB (%), эквивалентный Δq2:

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.