автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Разработка рекомендаций и мероприятий по обеспечению тепловой эффективности поверхностей нагрева пылеугольных паровых котлов

На правах рукописи

ЯНОВ Сергей Романович

РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ И МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА ПЫЛЕУГОЛЬНЫХ ПАРОВЫХ КОТЛОВ

05.14.04 - промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

004600230

Красноярск - 2010

004600230

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент, Бойко Евгений Анатольевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Журавлев Валентин Михайлович

кандидат технических наук Пронин Михаил Степанович

Ведущая организация: Открытое акционерное общество «Всероссий-

ский дважды ордена Трудового Красного Знамени Теплотехнический научно-исследовательский институт» (г. Москва)

Защита состоится « 7 » апреля 2010 г. в 16°° часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.099.07 при ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» по адресу: 660049, г. Красноярск, ул. Ленина, 70, ауд. А-204.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского федерального университета, по адресу г. Красноярск, ул. Киренского, 26 ауд. Г-274.

Автореферат разослан «4 »марта 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета '— Т. М. Чупак

канд. техн. наук, доцент О/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Вопросы шлакования и загрязнения поверхностей нагрева паровых котлов сохраняют свою актуальность, несмотря на многочисленные исследования, а также большой опыт проектирования и эксплуатации котельного оборудования при сжигании различных углей. Интерес к проблеме образования отложений в газовом тракте котлов обусловлен наряду с наличием традиционных причин, также необходимостью постановки и решения новых задач. Традиционные проблемы характеризуются большим экономическим ущербом, связанным с образованием отложений из-за несовершенства конструкций котлов, методов их расчета и контроля. К числу новых задач относятся: освоение новых и нетрадиционных технологий сжигания топлива; улучшение экологических показателей путем изменения качества топлива, применением добавок и угольных смесей; сжигание непроектных углей, необходимость управления системами комплексной очистки поверхностей нагрева.

Статистический анализ видов и причин отказов паровых котлов при сжигании твердых органических топлив показывает, что одной из основных причин аварийных остановов котельных агрегатов является низкая надежность работы полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева, вследствие интенсивного их шлакования и загрязнения. В первую очередь это вызвано особенностями компоновки и жесткими температурными условиями работы поверхностей нагрева. В связи с этим существенно возрастает роль научно-обоснованного подхода при выполнении проектных расчетов, наладке и технической диагностике эксплуатационных режимов полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева паровых котлов.

Одним из определяющих факторов эффективного проектирования современных энергетических котельных агрегатов является нахождение рациональных конструктивных характеристик и компоновочных решений поверхностей нагрева, обеспечивающих высокий уровень их тепловой эффективности при работе средств очистки и надежности эксплуатации. Выбор таких решений зависит во многом от вида сжигаемого топлива, характера теплообмена, ряда конструктивных и режимных параметров.

В настоящее время для оценки тепловосприятия поверхностей нагрева котельных агрегатов при решении проектных задач используется коэффициент тепловой эффективности (у), обобщенный по результатам стендовых и промышленных тепловых испытаний котельных агрегатов, рекомендации по выбору которого представлены в «Нормах теплового расчета паровых котлов» (НТР). Однако, как показывает опыт эксплуатации, значения коэффициентов тепловой эффективности, полученные на действующих котельных агрегатах, значительно отличаются от рекомендованных нормативных значений, что как следствие приводит к повышению проектных рисков и ограничению номинальной паропроиз-водительности котла вследствие превышения температур металла труб поверхностей нагрева. В этой связи работа по исследованию и определению тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева' при1 , различных конструктивных и режимных параметрах работы паровых котлов при,

сжигании твердых органических топлив является особенно актуальной.

Объект исследования - полурадиационные и конвективные поверхности нагрева пылеугольных котельных агрегатов П-67 Березовской ГРЭС, П-57 и ПК-39 Рефтинской ГРЭС, ПК-38 Назаровской ГРЭС, БКЗ-500-140 Красноярской ТЭЦ-2, БКЗ-220-1 ООф Улан-Удэнской ТЭЦ-1 и Читинской ТЭЦ-1, ТП-87м Кемеровской ГРЭС.

Предметом исследования являются характеристики тепловой эффективности поверхностей нагрева пылеугольных паровых котлов.

Цель работы - разработка проектных, прогнозных и управленческих решений для обеспечения тепловой эффективности и эксплуатационной надежности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева пылеугольных котлов.

Задачи исследования:

1. Анализ причин повреждаемости поверхностей нагрева пылеугольных котлов в процессе их эксплуатации, а также влияния процессов шлакования и загрязнения теплообменных поверхностей нагрева котельного агрегата на экономичность и надежность их работы. Анализ существующих методов диагностики поверхностей нагрева котельного агрегата.

2. Совершенствование методики, алгоритмического и программного обеспечения для оценки уровня шлакования и загрязнения поверхностей нагрева паровых котлов.

3. Проведение экспериментально-расчетных исследований по влиянию химического состава минеральной части топлива и конструктивно-режимных параметров работы поверхностей нагрева паровых котлов на интенсивность их шлакования и загрязнения.

4. Разработка проектных, прогнозных и управленческих решений по обеспечению и повышению тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева пылеугольных паровых котлов.

Научная новизна работы:

1. Усовершенствованы методика и алгоритм определения интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева в режиме реального времени в части оценки коэффициентов теплопередачи чистой и загрязненной поверхности теплообмена, учитывающие конструктивные и режимные особенности, как отдельной поверхности, так и котла в целом, что обеспечивает адекватную оценку показателей тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева пылеугольных паровых котлов.

2. Получены многофакгорные экспериментальные зависимости интенсивности шлакования и загрязнения полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева паровых котлов от химического состава минеральной части сжигаемых топлив, температуры газов и рабочей среды, паропроизводительности котла и конструктивных параметров исполнения поверхности нагрева, что позволяет повысить точность и достоверность поверочно-конструкторских расчетов котельных агрегатов.

3. Разработаны методика прогноза процесса шлакования и алгоритм применения средств очистки полурадиационных и конвективных поверхностей

нагрева от наружных отложений в режиме реального времени при различных режимах работы котла, основанные на анализе данных оперативного контроля показателей тепловой эффективности до и после использования обдувочных аппаратов, что позволяет повысить надежность и экономичность эксплуатации котла, а также эффективность применяемых средств очистки.

Практическая значимость работы:

1. Разработано и внедрено в практику (котельный агрегат П-67 Березовской ГРЭС-1) алгоритмическое и программное обеспечение для оценки интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева котлов в режиме реального времени, что позволяет снизить затраты на проведение котлоочистных мероприятий, повысить экономичность и надежность работы оборудования.

2. Создан банк данных значений коэффициентов тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева при сжигании широкого класса углей на котлах разных типов, практическое использование которого позволяет повысить точность определения площади поверхности нагрева с обеспечением необходимого регулировочного диапазона при создании новых, а также модернизации, реконструкции и наладке действующих паровых котлов.

3. Усовершенствована система технической диагностики процессов шлакования и загрязнения полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева в режиме реального времени, позволяющая определить уровень загрязнения, как отдельной поверхности нагрева с учетом их индивидуальной компоновки, так и котла в целом, а также обеспечить оптимальный режим их очистки.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика и алгоритм оперативного определения интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева паровых котлов.

2. Экспериментально-расчетные зависимости для оценки коэффициентов тепловой эффективности поверхностей нагрева от конструктивных и эксплуатационных параметров работы котла при стационарных и нестационарных режимах, в том числе при работе средств очистки.

3. Система технической диагностики процессов загрязнения и шлакования поверхностей нагрева в режиме реального времени и управления обдувочными аппаратами.

4. Алгоритм оперативного контроля и прогнозирования тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева пьшеугольных паровых котлов и оптимизации работы средств их очистки.

Достоверность полученных результатов обеспечивается применением современных вычислительных программных сред, используемых при обработке результатов испытаний; применением высокоточных средств измерения при проведении натурных исследований; удовлетворительной сходимостью результатов, полученных другими авторами, и данными натурных экспериментов, полученных на действующем энергетическом оборудовании.

Личный вклад автора состоит в совершенствовании алгоритмического и программного обеспечения для оценки интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева котлов; в организации и проведении балансовых испытаний котлов П-67 (ст. №№1, 2) Березовской ГРЭС, П-57 (ст. №9) и ПК-39 (ст. №6) Реф-

тинской ГРЭС, ПК-38 (ст. №№1-6) Назаровской ГРЭС и др., проведении вычислительных и натурных экспериментов, формулировании основных выводов.

Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на: Всероссийской конференции по итогам конкурса молодых специалистов организаций НПК ОАО РАО «ЕЭС России» (Краснодарский край, с. Див-номорск, 2005 г.); IV международной научно-технической конференции «Достижения и перспективы развития энергетики Сибири» (г. Красноярск, 2005 г.); Всероссийской конференции по итогам Конкурса молодых специалистов организаций НПК ОАО РАО «ЕЭС России» (Тульская область, с. Поленово, 2006 г.); конкурсе инновационных проектов студентов и аспирантов по направлению «Энергетика и энергосбережение» (Томск, 2006 г.); IV научно-практической конференции «Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов» (г. Челябинск, 2007 г.); IX Всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффектив-носгь и жизнеобеспечение города» (Красноярск, 2008 г.); 4-ой международной научно практической конференции «Угольная теплоэнергетика: проблемы реабилитации и развития» (Крым, Алушта, 2008 г.); 1П-ем Всероссийском конкурсе молодых специалистов инжинирингового профиля в области электроэнергетики (Краснодарский край, с. Дивноморск, 2009 г.), международной научно-технической конференции «Технологии эффективного и экологически чистого использования угля» (г. Москва, 2009 г.); VII Всероссийской конференции с международным участием «Горение твердого топлива» (г. Новосибирск, 2009 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, из которых: 1 - статья из перечня ВАК, 1 - свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ, 11 - доклады на конференциях и статьи в межвузовских сборниках научных трудов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, научных выводов и рекомендаций, списка литературы из 108 наименований и содержит 137 страниц текста, включая 97 рисунков и 18 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследований, определены научная новизна и практическая ценность работы.

В первом разделе показана значимость твердого органического топлива для энергетического баланса России, особенно для восточных ее районов. Рассмотрены проблемы, связанные с использованием шлакующих углей на тепловых элетростанци-ях.

Особое внимание исследованию процессов шлакования и загрязнения уделялось в период опытных сжиганий углей Канско-Ачинскош бассейна. Для изучения этих процессов были привлечены такие научно-исследовательские институты как ОАО «ВТИ» (Н.В Кузнецов, Э.П. Дик, М.Н. Мавданик и др.), УралВТИ (АН Алехнович, В.В. Богомолов и др.), НПО ЦКТИ (В.С. Назаренко и др.) и СибВТИ (МЛ. Процайло, В.В. Васильев, М.С. Пронин и др.). В настоящее время существует несколько подходов к решению задачи снижения интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей

нагрева котлов, которые можно классифицировать на активные и пассивные. Суть активных методов заключается в совершенствовании топочно-горелочных устройств, а также компоновки и конструктивного исполнения различных поверхностей нагрева котельных агрегатов. В свою очередь, пассивные методы направлены на использование в пылеугольных котлах средств очистки с комплексными системами технической диаг^ ностики. Как показала практика создания, внедрения и эксплуатации методов и средств по обеспечению тепловой эффективности поверхностей нагрева паровых котлов исходя из соотношения качества получаемого результата и стоимости реализации наиболее предпочтительным считается комплексный подход, при котором зоны эффективной очистки поверхностей нагрева рассчитываются при проектировании котла с определением минимально допустимых поперечного и продольного шага труб конвективных поверхностей нагрева. Данные системы получили широкое применение не только за рубежом, но и успешно эксплуатируются на отечественных электростанциях Например, система диагностики шлакования и автоматического управления обдувочными аппаратами «FACOS» немецкой фирмы «Clyde-Bergemann GmbH» установлена на таких котлах как П-67 (ст. №1) Березовской ГРЭС и ПК-39 (ст. №6Б) Рефтинской ГРЭС. Применение системы «FACOS» на котле П-67 (ст. №1) позволило повысить КПД на 1 % и повысить беспшаковочную мощность более, чем на 50 МВт. Тем не менее, как показывает практика эксплуатации, в таких системах не учитывается рад факторов, которые в свою очередь могут повлиять на эффективность их работы и котельного агрегата в целом. При этом высокая стоимость зарубежных систем диагностики приводит к необходимости создания отечественных систем работающих в режиме реального времени, которые бы учитывали конструктивные особенности как отдельной поверхности нагрева, так и их совокупности, эксплуатационные факторы и особенности работы вспомогательного оборудования.

При проектировании котельных агрегатов в качестве критерия шлакования и загрязнения поверхностей нагрева традиционно используют коэффициент тепловой эффективности (у) и загрязнения (е). Значения указанных показателей рекомендованы в «Нормах теплового расчета паровых котлов» (НТР), а выбор их численных значений определяется в зависимости от типа конструкции поверхности нагрева и вида сжигаемого топлива. В основу данных рекомендаций положены результаты экспериментальных исследований коллективов авторов, представляющие такие организации как ОАО «ВТИ» (г. Москва) и НПО ЦКТИ (г. Санкт-Петербург). Однако, как показывает опыт эксплуатации, значения коэффициентов тепловой эффективности и загрязнения, полученные на действующих котельных агрегатах, значительно отличаются от рекомендованных нормативных значений, что, как следствие, приводит к повышению проектных рисков (подтверждение гарантийных показателей) и ограничению номинальной паро-производительности котла вследствие превышения температур металла труб поверхностей нагрева допустимых значений. Следует отметить, что в нормативных материалах представлена зависимость изменения коэффициентов тепловой эффективности и загрязнения от температуры газов для различных твердых органических топлив, при этом классификация топлив представлена недостаточно корректно. Так же не показано влияние средств очистки на изменение нормативных коэффициентов поверхностей нагрева. Кроме того, проектные значения коэффициентов представлены только для номинальной паропроизводительности и отсутствуют объективные рекомендации для их выбора

при пониженных нагрузках котла. Однако, эти зависимости крайне необходимы, так как при проектировании котельных агрегатов теплогидравлические расчеты производятся на весь диапазон режимов их работы. Указанные выше недостатки существующего подхода могут повлиять на надежность и экономичность работы паровых котлов на всех диапазонах нагрузок В связи с этим для повышения надежности эксплуатации паровых котлов необходимо выявить и обосновать факторы, влияющие на показатели тепловой эффективности при сжигании различных топлив в зависимости от типа и конструктивных характеристик поверхностей нагрева котельных агрегатов.

В качестве объектов исследований использовались паровые котлы: П-67 Березовской ГРЭС, ПК-38 Назаровской ГРЭС, ПК-39 и П-57 Рефтинской ГРЭС и т.д. В разделе представлена краткая характеристика перечисленных котельных агрегатов, выбор которых объясняется: наличием большого количества развитых полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева; использованием на котлах современных АСУ ТП, что позволяет определять изменение показателей тепловой эффективности в режиме реального времени; применением современных средств очистки от наружных отложений поверхностей нагрева, что дает возможность проводить независимую оценку эффективности проведения очистки каждой поверхности нагрева котла

В заключении сформулированы основные задачи исследований, проводимых в диссертационной работе.

Во втором разделе описана усовершенствованная методика исследования показателей тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева для различных котлов, сжигающих твердое органическое топливо.

В качестве базового показателя эффективности теплообмена выбран коэффициент тепловой эффективности - \|/ в силу нормируемости и безразмерности данного параметра.

Оценка коэффициента тепловой эффективности произвольной поверхности нагрева осуществляется по соотношению:

О)

где - фактический коэффициент теплопередачи реальной поверхности нагрева, кВт/(м2-°С); К— коэффициент теплопередачи для чистой поверхности (без учета коэффициента загрязнения), кВт/(м2-°С).

Фактический коэффициент теплопередачи в свою очередь для произвольно взятой поверхности нагрева определяется по уравнению:

ТТ _ ^фагт р

РА/ ' ( '

где F - площадь поверхности теплообмена, м2; А/- среднелогарифмический температурный напор, °С; £>ф»кт - фактическое тепло восприятие поверхности нагрева, кДж/кг; 5р - расчетный расход топлива, кг/с.

Для нахождения величины фактического тепловосприятия поверхности нагрева используется уравнение теплового баланса:

Чппх.гппх

где Н', Н" - энтальпии газов до и после поверхности нагрева, кДж/кг; £>„,- расход рабочей среды, кг/с; И, И" - энтальпии рабочей среды до и после поверхности нагрева, кДж/кг; ()лоп - тепловосприятие дополнительных (прилегающих) поверхностей; _ тепловосприятие поверхности нагрева излучением; ф- коэффициент сохранения тепла.

Определение значений температурного напора (Д/, °С) и фактического те-пловосприятия поверхности нагрева кДж/кг) осуществляется путем реше-

ния системы нелинейных балансовых уравнений при известных температурах теплоносителей, участвующих в теплообмене, как на входе, так и на выходе из каждой анализируемой поверхности, измеряемых системой штатного контроля котла (рис. 1). Для примера на рисунке 1 представлена измерительная схема для оценки эффективности теплообмена поверхностей нагрева на примере котла ПК-38 Назаровской ГРЭС.

Особенностью методики и алгоритма оценки коэффициента теплопередачи для чистой поверхности нагрева (К, кВт/(м2-°С) является его нахождение с учетом реальных эксплуатационных параметров работы котла, определяемых в режиме реального времени и характеристик сжигаемого топлива.

В качестве исходных данных используются режимные характеристики штатного контроля котлов. Для определения дополнительных показателей, проведены балансовые испытания согласно общепринятым методикам испытаний котельных агрегатов РД 34.25.514-96, РД 153-34.126.303-98.

Результаты балансовых испытаний котла положены в основу исходных данных для работы алгоритма определения эффективности теплообмена каждой поверхности нагрева для различных котлов в режиме реального времени, при котором значения коэффициента теплопередачи для чистой поверхности нагрева определяются на идентичные режимные параметры, используемые при расчете фактического коэффициента теплопередачи.

На основе усовершенствованного алгоритма разработано программное обеспечение (ТЕР), используемое в дальнейшем для проведения экспериментально-расчетных исследований и позволяющее оценить изменения коэффициента тепловой эффективности как поверхности в целом (рис. 2), так и отдельных

Рисунок 1 - Схема измерений для определения коэффициентов тепловой эффективности поверхностей нагрева для котла ПК-38 Назаровской ГРЭС

ее элементов (рис. 3) в зависимости от качества топлива, режимных, параметров, очистки, состояния и состава вспомогательного оборудования парового котла.

В третьем разделе представлены результаты экспериментально-расчетного исследования тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева для различных пыле-угольных паровых котлов в широком диапазоне изменения их паропроизводитель-ности. Значения коэффициентов тепловой эффективности поверхностей нагрева определялись по результатам тепловых балансовых испытаний котлов в диапазоне нагрузок 50-100% от номинальной нагрузки. Во время балансовых опытов с помощью «ТЕР» фиксировались изменения коэффициентов тепловой эффективности при различных режимах работы вспомогательного оборудования котла на стационарных и нестационарных нагрузках рабо-

16.01.07 16.01.07 17.01.07 17.01.07 18.01.07 18.01.07 19.01.07 19.01.07 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00 0:00 12:00

Рисунок 2 -Изменения коэффициентов тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева котла П-67 ст.№1 Березовской ГРЭС

20 24 25 29

номер ширмы

Рисунок 3 - Значение коэффициентов тепловой эффективности отдельных ширм вторичного пароперегревателя (ШВП) П-67 ст.№2 Березовской ГРЭС

ты котла.

По результатам тепловых испытаний получены экспериментальные зависимости коэффициента тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева от температуры газов для котлов, сжигающих сильно шлакующие и умерено шлакующие угли. Для построения экспериментальных зависимостей, аналогичных «нормативным», использовались значения коэффициентов тепловой эффективности, полученные только при номинальных нагрузках котлов. Обработка опытных данных осуществлялась с использованием многофакторного корреляционно-регрессионного анализа экспериментальных данных. Полученные зависимости коэффициентов тепловой эффективности поверхностей нагрева различных пылеугольных паровых котлов от температуры газов в сопоставлении с «нормативными» представлены на рис. 4.

Из рис. 4 видно, что экспериментальные кривые имеют значительное отличие как друг от друга, так и от нормативных данных; при этом практически все они попадают под определение «сильно шлакующих» топлив. В области низких

температур газов (600-700 °С) отклонения в значениях коэффициентов тепловой эффективности от нормативных составляют 0,25-0,3, в области высоких температур (850-950 °С) - 0,45-0,5. Во многом, такой результат объясняется тем, что исследуемый процесс носит сугубо многофакторный и интегральный характер, а также тем, что классификация топлив на «сильно» и «умеренно шлакующие» только по содержанию в минеральной части угля оксидов кальция (СаО) является недостаточно корректной.

V 1,о -1-1-1-—---Известно, что темпе-

ратура рабочей среды (температура стенки) может оказывать влияние на интенсивность шлакования и загрязнения полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева паровых колов. В этой связи на котлах П-67 и П-57 были проведены специальные экспериментальные исследования с целью выявления многофакторных зависимостей коэффициента тепловой эффективности от температуры газов и температуры рабочей среды при номинальных на-

Рисунок 4 - Экспериментальные зависимости коэффициента тепловой эффективности конвективных поверхностей нагрева котлов сжигающих твердое топливо: «—» - нормативная кривая для умерено загрязняющих и сильно загрязняющих с очисткой; «—» - нормативная кривая для сильно загрязняющих без очистки; -•— котел П-67; -■— котел П-57; -А— котел ПК-39; - котел П-57; -о- - котел ПК-38; -?— котел БКЗ-220-100Ф (У-УТЭЦ-1)

грузках. Получено, что при постоянной температуре газов, но при разной температуре пара значение \|/ будет выше на той поверхности, где ниже температура рабочей среды. Установлено, что выявленная двухфакгорная зависимость определяется типом поверхности нагрева и видом сжигаемых углей, которая с удовлетворительной точностью описывается уравнением множественной квадратичной регрессии:

,0 = я„+яА+<?2-'сР+ лД2 + а^ + а^, (4)

где Эг- температура продуктов сгорания, °С; / — температура рабочей среды, °С; аа>а^,а2,а3,а4,а5- параметры модели. Параметры модели линейной многофакторной зависимости для каждого типа поверхности представлены в таблице.

Анализ полученных зависимостей показывает, что для котла П-67 увеличение температуры среды на 50 °С при постоянной температуре газов приводит к снижению коэффициента тепловой эффективности конвективных поверхностей нагрева на 4,5-7 % (при Зг= 440-820 °С, 4Р = 250-530 °С), для полурадиационных на 3-5 % (при 9Г= 860-1190 °С, ?ср= 390-500 °С); для котла П-57 влияние температуры пара в конвективных поверхностях нагрева не выявлено (при 9Г = 420-960 °С, /ср = 290-520 °С), а для полурадиационных увеличение температуры среды на

10 °С приводит к уменьшению коэффициента тепловой эффективности на 5-6 % (при Эг= 1040-1080 °С, /ф= 450-500 °С).

Таблица - Характеристика множественной регрессии, описывающей зависимость коэффициента тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева котлов П-57 и П-67 от температур газов и рабочей среды

Котел Тип поверхности Значения коэффициентов уравнения (4) квадратичной множественной регрессии Коэффициент корреляции

«0 ах аг «3 «4 «5

П-57 Полурадиационная 3,44 -4,26-10"^ -2,64-10"3 -1,64-10-" -3,21-10-" 2,89-10"° 0,85

П-67 Пол уради анионная 0,85 1,66-10"4 -4,47-ИГ* -3,10-10-' -2,03-10"" 1,43-10"* 0,97

Н-57 Конвективная 1 -5,7210"5 0 -2,90-10"' 0 0 0,90

Н-67 Конвективная 0,9$ -2,51-Ю"4 —4,24-10"^ -3,10-10-' 2,24-10"* 8,00-1 СГ" 0,97

Одной из существенных причин изменения тепловой эффективности поверхностей нагрева является использование различных средств их очистки. Как показывает опыт эксплуатации эффект от очистки может оказывать существенное влияние в зависимости от вида рабочей среды, типа, расположения и количества применяемых обдувочных аппаратов, а также конструктивных особенностей поверхности нагрева. Важной конструктивной характеристикой, определяющей интегральную величину \|/ является количество рядов по ходу газов (г2). Варьирование величины гг приводит к изменению эффективной площади очистки поверхности нагрева. Значительное отличие числа рядов та между поверхностями в сочетании с применением средств очистки может привести к нарушению линейной зависимости у от температуры газов. Этот факт подтверждают результаты тепловых испытаний, проведенные на котле БКЗ-500-140 (ст. №6) Красноярской ТЭЦ-2, сжигающем бородинский уголь.

На данном котле установлено три конвективных ступени пароперегревателей, отличающихся принципиально друг от друга количеством рядов по ходу газов г2, оснащенных паровыми глубоковьщвижными обдувочными аппаратами, типа ОГ-8. По результатам испытаний значение четвертой ступени пароперегревателя (ПП-4, г2 = 10) изменялось в диапазоне 0,69-0,85 при средней температуре газов 890 °С, третьей ступени (ПП-3, г2= 20) в диапазоне 0,3-0,38, при средней температуре газов 825 °С, первой ступени (ПП-1, г2= 24) в диапазоне 0,543-0,625, при средней температуре газов 725 °С. На основе полученных результатов выявлен характер изменения тепловой эффективности ступеней конвективного пароперегревателя (рис. 5) от числа рядов по ходу газов 22 и от температуры газов. Однако следует уточнить, что найденная зависимость может существенно измениться при условии применения на котле других средств очистки. В этой связи выполнено формирование и систематизация базы данных, с увязкой показателей тепловой эффективности поверхности нагрева котлов П-67 Березовской ГРЭС, БКЗ-500-140 Красноярской ТЭЦ-2 и котла ПК-38 Назаровской ГРЭС от условий процесса обдувки (под условиями подразумевается не только различие по параметрам обдувочной среды, но и конструкции обдувочного аппарата) с указанием требуемой площади обдувки для достижения максимального эффекта очистки.

Следует отметить, что в нормативных документах рекомендуется при тепловом расчете котла на нагрузках ниже номинальных использовать те же значения, что и при номинальных. Однако несовершенство данных рекомендаций, особенно для конвективных поверхностей нагрева, подтверждают результаты экспериментальных исследований по изменению тепловой эффективности поверхностей нагрева при изменении нагрузки, проведенные на котлах П-67 (ст. №1,2) Березовской ГРЭС и П-57 (ст. №9) Рефтинской ГРЭС.

Установлено, что влияние нагрузки котла в диапазоне 50-80 % от номинальной (что соответствует температуре газов 700-820 °С и их скорости 7,511,5 м/с) на значение коэффициента тепловой эффективности конвективного пароперегревателя связано в большей степени с изменением скорости газов, а в меньшей - с процессом загрязнения. В диапазоне 80-100 % (что соответствует температуре газов 820-900 °С и их скорости 11,5-14 м/с) в значительной степени на тепловую эффективность конвективных поверхностей нагрева оказывает влияние интенсивность роста золошлаковых отложений. Данный вывод хорошо согласуется с экспериментальными зависимостями изменения коэффициента тепловой эффективности и скорости газов от температуры газов (рис. 6). Эти выводы также подтверждаются результатами тепловых испытаний котла П-57 (ст. №9) Рефтинской ГРЭС.

Рисунок 5 - Зависимости коэффициента таловой эффективности от температуры газов и количеста рядов (Z2) конвективных поверхностей нагрева кота БКЗ-500-140 сг. №6 Красноярской ТЭЦ-2

0,40

0,35-

0,30-

0,25

0,20

Wr, м/с

1 ••• .........

к

15

13

11

650 700 750 800

850

900 950

эг,°с

Рисунок 6 - Изменение коэффициента тепловой эффективности и скорости газов конвективного пароперегревателя котла П-67: -Д— скорость газов; -•--коэффициент тепловой эффективности

Особое внимание в работе уделено влиянию шлакующих свойств сжигаемого топлива на тепловую эффективность поверхностей нагрева паровых котлов. На рисунке 7 представлено изменение коэффициента тепловой эффективности конвективных и полурадиационных поверхностей нагрева в зависимости от

склонности к образованию кальциевых отложений (ЛСа0 = 0,38-0,7). Данная зависимость показывает, что интенсивность образования кальциевых отложений определяется расположением поверхностей нагрева по газовому тракту. Так для конвективных поверхностей нагрева изменение шлакующих свойств топлива приводит к изменению \|/ на 0,01-0,04, то для ширмовых поверхностей нагрева это влияние составляет 0,04-0,07.

Для подтверждения достоверности полученных экспериментальных кривых выполнена сравнительная оценка значений коэффициентов тепловой эффективности полученных на основе нормативных и экспериментальных данных, с фактическими значениями, найденных по результатам балан-Рисунок 7 - Влияние шлакующих свойств, сжигаемого совых испытаний. В качест-топлива на показатели тепловой эффективности ве сравнительного объекта

был выбран котел П-67 , так как на этом котле сжигается наиболее шлакующий уголь. На рисунке 8, на примере конвективных поверхностей нагрева котла П-67 представлен характер изменения относительной погрешности определения коэффициентов тепловой эффективности от температуры газов, полученных при помощи нормативной зависимости и экспериментально-расчетных кривых (4).

Анализ полученных результатов, позволяет сделать вывод, что в зоне высоких температур газов (свыше 600 °С) значения \\1, найденные при помощи нормативных зависимостей, значительно превышают фактические значения (8 = 2530%), в свою очередь, значения у, полученные с помощью предложенных в работе регрессионных зави-

х о/, л-,--,--—,-,-.--„

' т 1 ! 1 симостеи отличаются от

фактических не существенно. В зоне умеренных температур газов (450-600 °С), значения 1|/, полученных при помощи нормативных и экспериментальных данных, имеют близкую сходимость с фактическими значениями. Выявленные результаты подтверждают тот факт, что нормативные значения определялись на лабораторных стендах и на сущест-

Рисунок 8 - Изменение относительной погрешности определения тепловой эффективности конвективных поверхностей нагрева котла П-67 Березовской ГРЭС, найденных при помощи нормативных и экспериментально-расчетных кривых: Д - по данным НТР; • - экспериментально-расчетные данные

вующих паровых котлах, при низкой температуре газов с последующей линейной экстраполяцией на более высокие температуры.

Таким образом, экспериментально установлено существенное отличие нормативных и действительных значений коэффициентов тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева паровых котлов и выявлены новые многофакторные зависимости показателей тепловой эффективности от температуры газов и рабочей среды, числа рядов по ходу газов, нагрузки котла и применяемых средств очистки, что существенно повышает качество проектных решений, наладочных работ, а также систем контроля и технической диагностики.

В четвертом разделе представлено практическое применение экспериментально-расчетных исследований тепловой эффективности поверхностей нагрева для решения проектных, прогнозных и управленческих задач при создании, модернизации и эксплуатации пылеугольных котельных агрегатов.

Экспериментально установленное отличие нормативных и фактических значений коэффициентов тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева паровых котлов позволяет уточнить действительное теп-ловосприятие и соответствующую ему площадь поверхности, и, как следствие, оценить капитальные затраты на стадии проектирования или сократить режимные ограничения котла при его эксплуатации.

Использование полученных в работе многофакторных зависимостей для оценки \|/ дает возможность получать рациональные проектные решения, подбирая наиболее оптимальное расположение проектируемой поверхности, как по газовому, так и по пароводяному тракту в зависимости от проектно обоснованной величины коэффициента тепловой эффективности. Так например, при проектировании конвективных поверхностей нагрева котла, сжигающего березовский уголь, значение = 0,5 можно обеспечить поддержанием средней температуры газов » 640°С и температуры пара ~ 450°С или достижением альтернативной комбинации - температуры газов ~ 735°С и температуры пара и 300°С. Кроме того, при фиксированном значении температуры газов можно обеспечить требуемое значение \|/ путем изменения площади живого сечения для прохода газов (числа поперечных рядов пакета). Например, на котле ПК-39 при сжигании экибастузского угля для конвективных поверхностей нагрева изменение скорости газов с 7 до 8 м/с влечет за собой изменения величины \|/ на 4-7 %. В этой связи, при проектировании паровых котлов рекомендуется площадь поверхности нагрева определять на номинальную паропроизводительность, а оценку работы регулирующих органов на частичных нагрузках котла выполнять с учетом най-деной зависимости \|/ от скорости газов (рис. 6).

На рисунке 9 представлено расчетное отклонение площади конвективной поверхности нагрева обусловленное различием проектных значений коэффициентов тепловой эффективности от фактических, для котлов П-67 (Березовской ГРЭС), ПК-39 и П-57 (Рефтинской ГРЭС) и ПК-38 (Назаровской ГРЭС), использующих штатные средства очистки. Применение многофакторных аппроксимаций для оценки коэффициента тепловой эффективности с учетом температуры газов и рабочей среды, числа рядов по ходу газов, нагрузки котла и применяемых

средств очистки позволяет существенно повысить качество и точность проектных решений (на 20-30%).

На основе усовершенствованной методики оценки тепловой эффективности разработан алгоритм функционирования системы технической диагностики шлакования и загрязнения полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева в режиме реального времени.

Система диагностики состоит

Рисунок 9 - Отклонение величины площади по- т м°ДУлей ~ основного и

верхноста нагрева при применении нормативных вспомогательного. Основной мои фактических зависимостей \|/=А;9г) дуль «ТЕР» выполняет функцию

определения величины у, оценку динамики изменения \]/(т) во времени и выявляет причины изменения \|/ в процессе работы котла для каждой поверхности нагрева.

Вспомогательный модуль отвечает за определение оптимального времени включения средств очистки каждой поверхности нагрева котла. Предложено включение аппаратов очистки осуществлять не по абсолютной величине у, как это происходит в большинстве существующих систем диагностики, а по значению относительного изменения коэффициента тепловой эффективности в процессе эксплуатации 5у(т).

Принятие оперативных решений системой технической диагностики основано на использовании наиболее характерных значений коэффициентов тепловой эффективности всех поверхностей нагрева котла, определяющих эффективность их очистки: \|/тш1 ~ минимальное значение тепловой эффективности за контрольный межобдувочный (т^) период до проведения обдувки; - максимальное значение тепловой эффективности поверхности за контрольный межобдувочный период после проведения обдувки; - минимальное значение тепловой эффективности за контрольный межобдувочный период после проведения обдувки (рис. 10).

Включение средств очистки происходит в том случае, если 5\у(т) достигает

предельного минимального значения б\)/'™ = , по условию сохранения эффек-

V

' тах

та очистки.

Если при очистке поверхности нагрева используется несколько обдувочных аппаратов, система определяет режим работы каждого из них. Критерием определения режима работы каждого аппарата является величина предельного максимума

эффекта очистки

^ тах

При достижении текущего значения 5\|/(т) в процессе работы котла предельного уровня производится сравнение максимальных значений коэффициентов тепловой эффективности при проведении обдувки за прошедшие периоды однако сопоставление происходит только в том случае, если за сравнительный период нагрузка котла не изменялась более чем на 20 %.

V 0,6

0,55 -0,5 0,45 0,40,35 -0,3

е— V тпах

к А

\ N

* Ч и ^ ......

Т

Хобл

0:00 8:00 16:00 0:00 8:00 16:00 0:00 8:00 16:00 0:00

т,ч

Рисунок 10 - Динамика изменения \|/ поверхности ширмового первичного пароперегревателя второй ступени (ШПП-2 ) котла П-67 ст_№1 Березовской ГРЭС в реяшме реального времени

Если изменений за анализируемый период не происходит и значение достигло необходимого предела и при этом величина 5у(т) не принимает оптимального значения, то производится включение оставшихся аппаратов очистки для обеспечения оптимального значения 5\1/'"° .

т шах

Включение аппара-

тов очистки производится в определенной последовательности, которая устанавливается эмпирическим путем. Величины , определяются индивидуально опытным путем для каждой поверхности нагрева по результатам испытаний и наладки котла и зависят от конструктивных характеристик поверхности нагрева, вида сжигаемого топлива и типа средств очистки. На примере ширмового первичного пароперегревателя второй ступени (рис. 10) котла П-67 Березовской ГРЭС представлен тренд изменения коэффициента тепловой эффективности, регистрируемый системой технической диагностики. Применение разработанной системы в режиме реального времени позволяет осуществлять очистку индивидуальных поверхностей нагрева не по штатному расписанию, а в зависимости от степени загрязнения.

На основе данных интенсивности изменения у в процессе загрязнения поверхностей нагрева разработан алгоритм прогнозирования времени следующей обдувки для каждой поверхности. Главным отличием разработанного алгоритма от известных является определение скорости изменения ц/ в зависимости от фактических параметров.

Используя полученную зависимость интенсивности загрязнения поверхности нагрева, оперативно определяется время следующей обдувки, по уравнению:

* = (5)

где т- время до следующей очистки поверхности нагрева, ч; Ь - безразмерный коэффициент, характеризующий скорость загрязнения от режимных факторов и определяемый по уравнению множественной линейной регрессии:

Ъ(у>,, 9Г, ; = я„ + д,и>г + а2 Эг + а, Г,, (6)

где wr - скорость продуктов сгорания в расчетной поверхности, м/с; а0, а,, а2, а3 - параметры модели.

Разработанный алгоритм прогнозирования условий включения средств очистки используется для оперативной оценки эксплуатационной надежности поверхностей нагрева; оценки технико-экономических показателей работы котла; режима очистки и планирования краткосрочного ремонта котельного и вспомогательного оборудования.

В настоящее время алгоритмическое и программное обеспечение интегрировано в АСУ ТП котла П-67 Березовской ГРЭС для текущей оценки интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева. На основе полученных результатов выполняется корректировка режимной карты работы аппаратов очистки широмовых поверхностей нагрева, что позволяет совратить затраты на обдувку на - 800000 руб/год на два котла. Так же с помощью данной программы выполняется оценка эффективности проведения дробеочистки на котлах ПК-38 Назаровской ГРЭС. На котлах ст. №5А и 5Б проводились балансовые испытания при различной периодичности работы дробеочистки. Использование программного обеспечения TEF позволило подтвердить возможность сокращения периодичности проведения дробеочистки с 6 до 4 раз в сутки с обеспечением требуемой надежной работы котла Сокращения числа циклов включения дробеочистки привело к снижению годовых затрат на закупку дроби с 621 до 463 тыс. руб, а так же к снижению затрат тепла на 482,2 Гкал/год.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Усовершенствованы методика и алгоритм определения интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева в режиме реального времени в части оценки коэффициентов теплопередачи чистой и загрязненной поверхности теплообмена, учитывающие конструктивные и режимные особенности, как отдельной поверхности, так и котла в целом, обеспечивающие адекватную оценку показателей тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева пылеуголь-ных паровых котлов.

2. Экспериментально установлены зависимости влияния разности температуры газов и температуры рабочей среды (температуры стенки) на интенсивность загрязнения поверхностей нагрева паровых котлов с учетом типа теплообменной поверхности и вида сжигаемого топлива. Выявлено, что повышение температуры рабочей среды на 50 °С при постоянной температуре газов приводит к уменьшению значений коэффициентов тепловой эффективности для конвективных поверхностей нагрева в среднем на 4,5-7 %, для полурадиационных на 4-5 %.

3. Получены экспериментально-расчетные зависимости, определяющие влияние скорости газов, а также средств очистки и числа рядов по ходу газов (z2) конвективного пароперегревателя на величину коэффициента тепловой эффективности от температуры газов. Так при увеличении скорости газов с 7 до 8 м/с коэффициент тепловой эффективности конвективной поверхности повышается в среднем на 4-6%. Установлено, что варьирование числа рядов приводит к изменению эффективной площади очистки поверхности нагрева. Так на примере котла БКЗ-500-140 Красноярской ТЭЦ-2, сжигающего бородинский уголь, оснащенного паровыми глубоковьщвижными обдувочными аппаратами марки ОГ-8, получено, что значение четвертой ступени па-

роперегревателя (г2 = 10) составило 0,69-0,85, при средней температуре газов 888 °С; третьей ступени - 20) значение у = 0,3-0,38 при средней температуре газов 823 °С; первой ступени (т.2 - 24) значение V = 0,543-0,625, при средней температуре газов 725 °С.

4. Создан банк данных значений коэффициентов тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева при сжигании широкого класса бурых и каменных углей на котлах разных типов, использование которого в практике инженерных расчетов позволяет повысить точность определения площади поверхности нагрева с обеспечением необходимого регулировочного диапазона при создании новых, модернизации, реконструкции и наладке действующих паровых котлов.

5. На основе усовершенствованной методики разработано и внедрено в практику (котельный агрегат П-67 Березовской ГРЭС-1) алгоритмическое и программное обеспечение для выполнения оперативной оценки интенсивности шлакования и загрязнения полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева паровых котлов в режиме реального времени, что позволяет оптимизировать условия работы средств очистки и снизить затраты на проведение котлоочистных мероприятий, повысить экономичность и надежность работы оборудования.

6. Разработаны методика прогноза процесса шлакования и алгоритм применения средств очистки полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева от наружных отложений в режиме реального времени при различных режимах работы котла, основанные на анализе данных оперативного контроля показателей тепловой эффективности до и после использования обдувочных аппаратов, что позволяет повысить надежность и экономичность эксплуатации котла, а также эффективность применяемых средств очистки.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Янов, С. Р. Обоснование применения экспериментально-расчетного подхода к оценке тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева котельных агрегатов / Е. А. Бойко, С. Р Янов // Журнал Известия высших учебных заведений «Проблемы энергетики». №11-12.2008. С. 3-12.

2. Янов, С. Р. Система диагностики шлакования и загрязнения поверхностей нагрева котельных агрегатов / П. Ю. Гребеньков, МН. Назаров, С.Р. Янов // Сб.: Всероссийской конференции по итогам Конкурса молодых специалистов организаций НПК ОАО РАО «ЕЭС России». с. Дивноморское: 2005. С. 86-100.

3. Янов, С. Р. Сжигание угольной пыли «угрубленного» помола с нижним дутьем в котле П-67 / В. В. Белый, В. Н. Борисов, В. Ф. Пегерс, С. Р. Янов и др. // Сб.: ГУ-ой Международной научно-технической конференции «Достижения и перспективы развития энергетики Сибири», г. Красноярск: 2005. С. 168-172.

4. Янов, С. Р. Диагностика шлакования и загрязнения поверхностей нагрева энергетических котлов / В. В. Белый, С. В. Порозов, В. Н. Борисов, С. Р_Янов и др. // Сб.: ГУ-ой Международной научно-технической конференции «Достижения и перспективы развития энергетики Сибири», г. Красноярск: 2005. С. 277-285.

5. Янов, С. Р. Влияние впрыска воды в топку на концентрацию оксидов азота при сжигании бородинского угля / В. А Сысоев, Е. Г. Алфимов, П. Ю. Гребеньков, С. Р. Янов // Сб.: ГУ-ой Международной научно-технической конференции «Достижения и перспективы развития энергетики Сибири», г. Красноярск 2005. С. 224-226.

6. Янов, С. Р. Диагностика загрязнения полурадиоционных и конвективных поверхностей нагрева /С. Р. Янов // Материалы Всероссийской конференции - конкурсного отбора инновационных проектов студентов и аспирантов по приоритетному направлению программы «Энергетика и энергосбережение», г. Томск: 2006. С. 355-360.

7. Янов, С. Р. Испытание котла П-67 после реконструкции топочно-горелочных устройств / В. Н. Борисов, С. М. Замышляев, В. Ф. Петере, С. Р. Янов и др. // Сб.: IV научно-практической конференции «Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов», г. Челябинск. Т. 1.2007. С. 105-115.

8. Янов, С. Р. Экспериментально-расчетное обоснование методики оценки показателей тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева котельных агрегатов Т-образной компоновки (на примере котла П-67 Березовской ГРЭС-1) / Е. А. Бойко, С. Р Янов // Сб.: IV научно-практаческой конференции «Минеральная часть топлива, шлакование, загрязнение и очистка котлов», г. Челябинск. Т. 2.2007. С. 26-33.

9. Янов, С. Р. Испытание котла ТП-92 при паропроизводигельности выше 500 т/ч / М. Н. Назаров, С. Р. Янов // Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффектвность систем жизнеобеспечения города», г. Красноярск. 2008. С. 42-49.

10. Янов, С. Р. Разработка алгоритма и программного обеспечения для оценки интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева в режиме реального времени / С. Р Янов // Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции «Энергоэффектвность систем жизнеобеспечения города», г. Красноярск. 2008. С. 50-56.

11. Свидетельство РФ №2008613017. Программно-вычислительный комплекс для расчета выгорания и теплообмена в пылеугольных топках паровых котлов / Е. А. Бойко, С. В. Пачковский, П. В. Шишмарев, С. Р. Янов и др. // Регистр. 23.06.2008.

12. Янов, С. Р. Анализ факторов тепловой эффективности конвективных и полурадиационных поверхностей нагрева пылеугольных паровых котлов / С. Р. Янов // Сб.: Ш-го Всероссийского конкурса молодых специалистов инжинирингового профиля в области электроэнергетики. с. Дивноморское. 2009. С. 213-223.

13. Янов, С. Р. Результаты испытаний котла П-67 блока 800 МВт / В. В. Васильев, В. Н. Борисов, В. Н. Петров, С. РЛнов и др. // Сб.: Международной научно-технической конференции «Технологии эффективного и экологически чистого использования угля», г. Москва. 2009. С. 55-65.

14. Янов, С. Р. Сжигание непроекгных топлив / В. В. Васильев, Е. М. Жадовец, П.Ю. Гребеньков, С. РЛнов и дрУ/ Сб.: VH Всероссийской конференции с международным участием «Горение твердого топлива», г. Новосибирск: Т.1 2009. С. 73-80.

Янов Сергей Романович Разработка рекомендаций и мероприятий по обеспечению тепловой эффективности поверхностей нагрева пылеугольных паровых котлов

Автореф. дисс. на соискание учёной степени кандидата техн. наук Подписано в печать 02.03.2010 г. Заказ № Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Отпечатано в типографии ИПК СФУ 660041, г. Красноярск, пр. Свободный 82а

Введение

1 Опыт эксплуатации пылеугольных паровых котлов при проблемах шлакования и загрязнения поверхностей нагрева и ме- 7 тоды их очистки

1.1 Анализ причин повреждения котельных агрегатов в процессе эксплуатации

1.2 Влияние шлакования и загрязнения поверхностей нагрева на надежность работы котельных агрегатов

1.3 Существующие методы борьбы со шлакованием и загрязнением поверхностей нагрева

1.4 Описание объектов исследований

1.4.1 Описание котла П-67 (Пп-2650-255) Березовской ГРЭС

1.4.2 Описание котла П-57 (Пп-1650-255) Рефтинской ГРЭС

1.4.3 Описание котла ГЖ-39 (Пп-950-255) Рефтинской ГРЭС

1.4.4 Описание котла ПК-3 8 Назаровской ГРЭС

1.5 Основные характеристики и экспертная оценка шлакующих и загрязняющих свойств углей

1.6 Постановка цели и задач исследования

2 Разработка методики исследования процессов шлакования и загрязнения поверхностей нагрева пылеугольных котельных аг- 59 регатов

2.1 Разработка методики и алгоритма определения интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева паровых котлов в ре- 59 жиме реального времени

2.2 Формирование исходных данных, необходимых для определения интенсивности загрязнения полурадиационных и конвективных по- 62 верхностей нагрева

2.3 Методика проведения комплексных испытаний, измерений и обра- ^ ботки опытных данных

2.4 Результаты применения усовершенствованной методики и алгоритма оценки тепловой эффективности на объектах исследований

2.5 Выводы

3 Экспериментально-расчетные исследования интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева пылеуголь- 73 ных паровых котлов

3.1 Исследование зависимости тепловой эффективности конвективных поверхностей нагрева от температуры газов

3.2 Влияние температуры газов и температуры рабочей среды (температура стенки) на интенсивность загрязнения полурадиационных и 75 конвективных поверхностей нагрева

3.3 Влияние температуры и скорости газов на интенсивность загрязне- ^ ния полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева

3.4 Влияние конструктивных характеристик поверхностей нагрева и средств очистки на динамику шлакования и загрязнения поверхностей нагрева

3.5 Влияние качества угля на коэффициент тепловой эффективности поверхности нагрева

3.6 Оценка погрешности результатов экспериментальных исследований

3.7 Выводы

4 Разработка рекомендаций и мероприятий для обеспечения и повышения тепловой эффективности поверхностей нагрева

4.1 Использование результатов исследований тепловой эффективности поверхностей нагрева в практике решения проектных задач

4.2 Разработка алгоритмического и технологического обеспечения для технической диагностики процессов шлакования и загрязнения по- ^ лурадиационных и конвективных поверхностей нагрева в режиме реального времени

4.3 Разработка алгоритма прогнозирования периодичности проведения обдувки полурадиационных поверхностей нагрева

4.4 Практическое применение методического, алгоритмического и программного обеспечения для оценки эффективности очистки полура- 108 диационных и конвективных поверхностей нагрева котла П

4.5 Практическое применение методического, алгоритмического и программного обеспечения для оценки эффективности очистки конвек- 109 тивных поверхностей нагрева котла ПК

4.6 Выводы 112 Основные результаты и выводы 114 Список использованных источников 117 Приложение 1 125 Приложение 2 127 Приложение 3 133 Приложение

Вопросы шлакования и загрязнения поверхностей нагрева паровых котлов сохраняют свою актуальность, несмотря на многочисленные исследования, а также большой опыт проектирования и эксплуатации котельного оборудования при сжигании различных углей. Интерес к проблеме образования отложений в газовом тракте котлов обусловлен наряду с наличием традиционных причин, также необходимостью постановки и решения новых задач. Традиционные проблемы характеризуются большим экономическим ущербом, связанным с образованием отложений из-за несовершенства конструкций котлов, методов их расчета и контроля. К числу новых задач относятся: освоение новых и нетрадиционных технологий сжигания топлива; улучшение экологических показателей путем изменения качества топлива, применением добавок и угольных смесей; сжигание непроектных углей, необходимость управления системами комплексной очистки поверхностей нагрева.

Статистический анализ видов и причин отказов паровых котлов при сжигании твердых органических топлив показывает, что одной из основных причин аварийных остановов котельных агрегатов является низкая надежность работы полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева, вследствие интенсивного шлакования и загрязнения с ростом температур по газовому тракту котлов. В первую очередь это вызвано особенностями компоновки и жесткими температурными условиями работы поверхностей нагрева. В связи с этим существенно возрастает роль научно-обоснованного подхода при выполнении проектных расчетов, наладке и технической диагностике эксплуатационных режимов полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева паровых котлов.

Одним из определяющих факторов эффективного проектирования современных энергетических котельных агрегатов является нахождение рациональных конструктивных характеристик и компоновочных решений поверхностей нагрева, обеспечивающих высокий уровень их тепловой эффективности при работе средств очистки и надежность эксплуатации. Выбор таких решений зависит во многом от вида сжигаемого топлива, характера теплообмена, ряда конструктивных и режимных параметров.

В настоящее время для оценки тепловосприятия поверхностей нагрева котельных агрегатов при решении проектных задач используется коэффициент тепловой эффективности (\|/), обобщенный по результатам стендовых и промышленных тепловых испытаний котельных агрегатов, рекомендации по выбору которого представлены в нормативном методе «Тепловой расчет котлов» (НТР). Однако, как показывает опыт эксплуатации, значения коэффициентов тепловой эффективности, полученные на действующих котельных агрегатах, значительно отличаются от рекомендованных нормативных значений, что как следствие приводит к повышению проектных рисков и ограничению номинальной паропроизводительности котлов вследствие превышения температур металла труб поверхностей нагрева. В этой связи работа по исследованию и определению тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева при различных конструктивных и режимных параметрах работы паровых котлов при сжигании твердых органических топлив является особенно актуальной.

Объект исследования — полурадиационные и конвективные поверхности нагрева пылеугольных котельных агрегатов П-67 Березовской ГРЭС, П-57 и ПК-39 Рефтинской ГРЭС, ПК-38 Назаровской ГРЭС, БКЗ-500-140 Красноярской ТЭЦ-2, БКЗ-220-100Ф Улан-Удэнской ТЭЦ-1 и Читинской ТЭЦ-1, ТП-87м Кемеровской ГРЭС.

Предметом исследования являются характеристики тепловой эффективности поверхностей нагрева пылеугольных паровых котлов.

Научная новизна работы:

1. Усовершенствованы методика и алгоритм определения интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева в режиме реального времени в части оценки коэффициентов теплопередачи чистой и загрязненной поверхности теплообмена, учитывающие конструктивные и режимные особенности как отдельной поверхности, так и котла в целом, что обеспечивает адекватную оценку показателей тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева пылеугольных паровых котлов.

2. Получены многофакторные экспериментальные зависимости интенсивности шлакования и загрязнения полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева паровых котлов от химического состава минеральной части сжигаемых топлив, температуры газов и рабочей среды, паропроизводительности котла и конструктивных параметров исполнения поверхности нагрева, что позволяет повысить точность и достоверность поверочно-конструкторских расчетов котельных агрегатов.

3. Разработаны методика прогноза процесса шлакования и алгоритм применения средств очистки полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева от наружных отложений в режиме реального времени при различных режимах работы котла, основанные на анализе данных оперативного контроля показателей тепловой эффективности до и после использования обдувочных аппаратов, что позволяет повысить надежность и экономичность эксплуатации котла, а также эффективность применяемых средств очистки.

Практическая значимость работы:

1. Разработано и внедрено в практику (котельный агрегат П-67 Березовской ГРЭС-1) алгоритмическое и программное обеспечение для оценки интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева котлов в режиме реального времени, что позволяет снизить затраты на проведение котлоочистных мероприятий, повысить экономичность и надежность работы оборудования.

2. Создан банк данных значений коэффициентов тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева при сжигании широкого класса углей на котлах разных типов, практическое использование которого позволяет повысить точность определения площади поверхности нагрева с обеспечением необходимого регулировочного диапазона при создании новых, а также модернизации, реконструкции и наладке действующих паровых котлов.

3. Усовершенствована система технической диагностики процессов шлакования и загрязнения полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева в режиме реального времени, позволяющая определить уровень загрязнения как отдельной поверхности нагрева с учетом их индивидуальной компоновки, так и котла в целом, а также обеспечить оптимальный режим их очистки.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Методика и алгоритм оперативного определения интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева паровых котлов.

2. Экспериментально-расчетные зависимости для оценки коэффициентов тепловой эффективности поверхностей нагрева от конструктивных и эксплуатационных параметров работы котла при стационарных и нестационарных режимах, в том числе при работе средств очистки.

3. Система технической диагностики процессов загрязнения и шлакования поверхностей нагрева в режиме реального времени и управления обдувочными аппаратами.

4. Алгоритм оперативного контроля и прогнозирования тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева пылеугольных паровых котлов и оптимизации работы средств их очистки.

Личный вклад автора состоит в совершенствовании алгоритмического и программного обеспечения для оценки интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева котлов; в организации и проведении балансовых испытаний котлов П-67 (ст. №№1, 2) Березовской ГРЭС, П-57 (ст. №9) и ПК-39 (ст. №6) Рефтинской ГРЭС, ПК-38 (ст. №№1-6) Назаровской ГРЭС и др., проведении вычислительных и натурных экспериментов, формулировании основных выводов.

Основные результаты и выводы

1. Усовершенствованы методика и алгоритм определения интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева в режиме реального времени в части оценки коэффициентов теплопередачи чистой и загрязненной поверхности теплообмена, учитывающие конструктивные и режимные особенности, как отдельной поверхности, так и котла в целом, обеспечивающие адекватную оценку показателей тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева пылеугольных паровых котлов;

2. Экспериментально установлены зависимости коэффициента тепловой эффективности поверхностей нагрева от температуры рабочей среды, температуры газов, скорости газов, числа рядов г2 и состава минеральной части топлива. Выявлено, что разность температур газов и рабочей среды (температуры стенки) оказывает влияние на интенсивность загрязнения поверхностей нагрева во всем диапазоне изменения температуры газов (рисунок а, б). Выявлено, что повышение температуры рабочей среды на 50 °С при постоянной температуре газов приводит к уменьшению значений коэффициентов тепловой эффективности для конвективных поверхностей нагрева в среднем на 4,5-7 %, дня полурадиационных на 4—5 %;

3. Экспериментально установлен диапазон и степень влияние на коэффициент тепловой эффективности конвективных поверхностей нагрева от числа рядов по ходу газов (г2 ). Установлено, что варьирование числа рядов приводит к изменению эффективной площади очистки поверхности нагрева. Так на примере котла БКЗ-500-140 Красноярской ТЭЦ-2, сжигающего бородинский уголь, оснащенного паровыми глубоковыдвижными обдувочными аппаратами марки, ОГ-8, получено, что значение ц/ четвертой ступени пароперегревателя (г2 = 10) составило 0,69-0,85, при средней температуре газов 888 °С; третьей ступени (г2 = 20) значение у = 0,3-0,38 при средней температуре газов 823 °С; первой ступени (г2 = 24) значение у = 0,543-0,625, при средней температуре газов 725 С (рисунок в).

4. Экспериментально установлен диапазон и степень влияния на коэффициент тепловой эффективности конвективных и полурадиационных поверхностей нагрева скорости газов. Так при увеличении скорости газов с 7 до 8 м/с коэффициент тепловой эффективности конвективной поверхности повышается в среднем на 4-6%. Данная динамика справедлива в диапазоне температур 300 - 900 °С. В случае превышения температуры указанного диапазона увеличение скорости приводит к повышению интенсивности образование отложений первичного слоя (рисунок г);

5. Экспериментально установлен диапазон изменения и выполнена количественная оценка зависимости коэффициента тепловой эффективности от температуры газов при сжигании твердого топлив в зависимости от содержания оксидов кальция в минеральной части угля (Исао^О,38-0,7). На основе полученных результатов была построена зависимость относительного изменения величины коэффициентов тепловой эффективности от температуры газов при сжигании твердого топлив в зависимости от содержания СаО (Ксао-0,38-0,7), которая показывает, что интенсивность образования кальциевых отложений определяется положением поверхностей нагрева по газовому тракту. Так, если для конвективных поверхностей нагрева изменение шлакующих свойств топлива приводит к изменению ц/ на 0,01-0,04, то для ширмовых поверхностей нагрева это влияние составляет 0,04-0,07. Так же экспериментально установлено, что диапазон температур газов при котором сказывается существенное влияние величины содержание оксида кальция минеральной части составляет 600 - 1200 °С нижняя граница указанного диапазона может отклоняться на ± 50 °С), ниже данного диапазона влияние на величину коэффициента тепловой эффективности не выявлено (рисунок д); г, °С

300 600

I.М.|м.

900 1200

I I I М t i I i I | 4 I I I I .1-1 I I I .1 I I \ |

CaO, % - влияние не выявленно ЦЦ - величина влияние const во всем диапазоне температуры газов

- величина влияние var во всем диапазоне температуры газов ЛЩ - образование высоко-температурных отложений

- образование низко-температурных отложений - справедливо в случае применения средств очистки

Рисунок - Перечень режимных и конструктивных факторов определяющих величину коэффициента тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева с учетом температурного диапазона их влияния

6. Создан банк данных значений коэффициентов тепловой эффективности полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева при сжигании широкого класса бурых и каменных углей на котлах разных типов, использование которого в практике инженерных расчетов позволяет повысить точность определения площади поверхности нагрева с обеспечением необходимого регулировочного диапазона при создании новых, модернизации, реконструкции и наладке действующих паровых котлов;

7. На основе усовершенствованной методики разработано и внедрено в практику (котельный агрегат П-67 Березовской ГРЭС) алгоритмическое и программное обеспечение для выполнения оперативной оценки интенсивности шлакования и загрязнения полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева паровых котлов в режиме реального времени, что позволяет оптимизировать условия работы средств очистки и снизить затраты на проведение котлоочистных мероприятий, повысить экономичность и надежность работы оборудования;

8. Разработаны методика прогноза процесса шлакования и алгоритм применения средств очистки полурадиационных и конвективных поверхностей нагрева от наружных отложений в режиме реального времени при различных режимах работы котла, основанные на анализе данных оперативного контроля показателей тепловой эффективности до и после использования обдувочных аппаратов, что позволяет повысить надежность и экономичность эксплуатации котла, а также эффективность применяемых средств очистки;

9. Применение многофакторных аппроксимаций для оценки коэффициента тепловой эффективности с учетом температуры газов и рабочей среды, числа рядов по ходу газов, нагрузки котла и применяемых средств очистки позволяет существенно повысить качество и точность проектных решений (на 20-30%);

10. Внедрение алгоритмического и программного обеспечения, интегрированого в АСУ ТП котла П-67 Березовской ГРЭС, для текущей оценки интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева позволило ^ скорректировать работу средств очистки полурадиационных поверхностей нагрева ' и сократить затраты на обдувку на = 800 тыс. руб/год на два котла. Применение алгоритмического и программного обеспечения для текущей оценки интенсивности шлакования и загрязнения поверхностей нагрева на котле ПК-38 Назаровской ГРЭС подтвердило возможность сокращения периодичности проведения дробеочистки с

6 до 4 раз в сутки с обеспечением требуемой надежной работы котла. Сокращения числа циклов включения дробеочистки привело к снижению годовых затрат на , закупку дроби до 463 тыс. руб., а так же к снижению затрат тепла на 482,2 Гкал/год.

1. Вихрев, Ю.В. Эксплуатационная надежность поверхностей нагрева паровых котлов / Вихрев Ю. В.// Мировая энергетика, 1997, № 4. С. 38-40.

2. Ameren, J. P. Benchmarking boiler tube failures Part 2 / J. P. Amerend // POWER, 2005. № 9. C. 55-58.

3. Массо-перенос в топочных устройствах// Г.С. Прасолов М.: Энергия. 1964.236 с.

4. Очистка поверхностей нагрева котельных агрегатов // Н.В. Кузнецов, Г.И. Лужнов, Л.И. Кропп. М.: Энергия. 1966. 270 с.

5. Дик, Э.П. О влиянии топочного процесса на загрязнение поверхностей нагрева при сжигании канско-ачинских углей/ Э. П. Дик, А.И. Филимонов// Теплоэнергетика, 1966. №2. С. 56-64

6. Лебедев, И.К. Особенности сжигания углей канско-ачинского бассейна в топках энергетических котельных агрегатов большой паропроизводительности: Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. д-р техн. наук// И.К. Лебедев. Томск. 1971. 43 с.

7. Поведение минеральной части твердого топлива в парогенераторах// И.С. Деринг. Красноярск. КрПИ. 1973. 215 с.

8. Влияние минеральной части сибирских углей на загрязнение поверхностей нагрева парогенераторов// М.С. Шарловская, A.C. Ривкин. Новосибирск. Наука. 1973. 242 с.

9. Garner, L.J. The formation of boiler deposits from the combustion of Victoria Brown Coals / L.J. Garner // Joum. Inst. Fuel, 1977. Vol. 40. C. 1277-1282.

10. Влияние минеральной части энергетических углей на работу котлоагрегатов// М.И. Вдовенко, B.C. Бадакер, Н.Б. Киселев, Л.В. Москаленко. Алма-Ата. Наука. 1990. 284 с.

11. Влияние минеральной части сланцев на условия работы котлоагрегатов // И.П. Эпик. Таллинн. Наука. 1961. 270 с.

12. Процессы в парогенераторах при сжигании сланцев и канско-ачинских углей // A.A. Отс М.: Энергия. 1977. 311 с.

13. Алехнович, А. Н. Прогнозирование и контроль шлакования котлов: Дис. др. техн. наук. // А. Н. Алехнович. Челябинск. 1995. 68 с.

14. Некряч, E.H. Температурные условия преобразования минеральных примесей при пылевидном сжигании углей канско-ачинского бассейна: Автореф. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук//E.H. Некряч Томск. 1984. 21 с.

15. Маршак Ю.Л. К расчету бесшлаковочных условий работы топочных камер с твердым шлакоудалением // Сб.: Влияние минеральной части энергетических топлив на условия работы парогенераторов. Таллинн. 1974. С. 15-19.

16. Тепловой расчет котельных агрегатов (нормативный метод) // Под ред. Н.В.Кузнецова и др. М.: Энергия. 1973. 295 с.

17. Проектирование топок с твердым шлакоудалением // Под ред. В.В.Митора, Ю.Л.Маршака. Л.: НПОЦКТИ. 1981. 115 с.

18. Белов С.Ю., Едемский О.Н. О математической модели процесса загрязнения котельных поверхностей нагрева // Теплоэнергетика. 1985. №6. С. 45-52.

19. The Impact of Ash Deposition on Coal Fired Plants. Proceeding of Engineering Foundation Conference // Edited by J. Williamson and F.Wigley. Solihull/ England. 1993. 267 c.

20. Application of advanced Technology to Ash-Related Problems in Boilers. Proceeding of Engineering Foundation Conference. Waterwille Valley. USA. 1995. 445 c.

21. Тепловой расчет котлов (Нормативный метод)// Под ред. НПО ЦКТИ СПб.: 1998. 256 с.

22. Алехнович, А. Н. Вероятностная модель формирования шлаковых отложений / А. Н. Алехнович // Электрические станции. 1995. № 2. С. 16. .

23. Алехнович, А. Н. Прогнозирование шлакующих и загрязняющих свойств углей / А. Н. Алехнович, В. В. Богомолов, В. Е. Гладков и др. // Электрические станции. 1998. № 4. С. 2-6.

24. Алехнович, А. А.Образование железистых отложений при сжигании углей с отличающимися железосодержащими минералами / А. А. Алехнович, В. Е. Гладков // Теплоэнергетика. 1989. № 8. С. 4-6.

25. Пугач, Л. И. Освоение головных и опытно-промышленных котельных установок при сжигании углей сибирских месторождений / Л. И. Пугач, Ф.

26. A. Серант, А. Н. Волобуев и др. // Электрические станции. 1995. № 11. С. 3-13.

27. Серант, Ф. А. Проблемы сжигания бурых углей и лигнитов при использовании мельниц-вентиляторов и пути их решения / Ф. А. Серант, В.

28. B. Гордеев, Ю. А. Ершов, и др. // Теплоэнергетика. 1999. № 9. С. 23-28.

29. Процайло, М. Я. Первые итоги освоения и исследования головного котла П-67 энергоблока 800 МВт Березовской ГРЭС-1 / М. Я. Процайло, Ю. Л.

30. Маршак, М. С. Пронин и др. // Кн.: Проблемы использования канско-ачинских углей в энергетике. Красноярск, 1991. С. 22-26.

31. Процайло, М. Я. Освоение и исследование опытно-промышленного котла БКЗ-500-140-1 с тангенциальной топкой для низкотемпературного сжигания канско-ачинских углей / М. Я. Процайло, Ю. Л. Маршак, М. С. Пронин и др. // Теплоэнергетика. 1988. № 1. С. 5-12.

32. Ольховский, Г. Г. Оценка стоимость строительства и эксплуатации угольных ТЭС (на примере США)// Под ред. Г. Г. Ольховского. М. ОАО «ВТИ». 2008. 44 с.

33. Майданик М.Н., Щелоков В.И., Пухова Н.И. Проектирование и схемы наружной очистки поверхностей нагрева котлов ЗиОМАР // Электрические станции. 2002. № 4. С. 88-91

34. Майданик, М. Н. Очистка поверхностей нагрева котлов / М. Н. Майданик, В. В. Васильев // Электрические станции. 2006. № 7. С. 29-32.

35. Майданик, М. Н. Результаты исследований паровой обдувки поверхностей нагрева котлов / М. Н. Майданик, В. В. Васильев, С. Ю. Белов // Электрические станции. 1998. № 4. С. 15-16.

36. Майданик, М. Н. Водяная обдувка топочных экранов с использованием дальнобойных аппаратов / М. Н. Майданик, В; В. Васильев, Ю. П. Борисов и др. // Электрические станции. 1994. № 4. С. 7-11.

37. Левицкий, Г.Г. Создание новых маловыдвижных аппаратов паровой и водяной очистки / Г. Г. Левицкий, М. Н. Майданик, В. В. Васильев / Тр. ЦКТИ№ 248. Л., 1989. С. 49-56.

38. Майданик, М. Н. Результаты испытаний маловыдвижного аппарата водяной обдувки топочных экранов / М. Н. Майданик, В.В. Васильев, Г. Г. Левицкий и др // Электрические станции. 1988. №7. С. 26-30.

39. Васильев, В. В. Аппараты водяной и паровой очистки на рынке России / В. В. Васильев, А. Н. Алехнович // Сб.: Минеральная часть топлив, шлакование, загрязнение и очистка котлов. Челябинск. 2001. т. 2 С. 131135.

40. Еременко, Л. Я. Вопросы очистки поверхностей нагрева котлов / Л. Я. Еременко, В. И. Гришин, Г. Г. Левицкий и др. // Энергомашиностроение. 1988. №6. С. 14-16.

41. Шориков, Д. Б. Внедрение обдувочных аппаратов / Д. Б. Шориков, В. А. Уваричев, А. В. Юдин, В. В. Васильев // Сб. IV международной научно-технической конференции: Достижения и перспективы развитияэнергетики Сибири/Красноярск, 2005. С. 89-92.

42. Методические указания по расчету и эксплуатации аппаратов водяной обдувки поверхностей нагрева паровых котлов (МУ 34-70-124-86). М. Н. Майданик, В. В. Васильев, JI. Ю. Воробьева, А. А. Отс. и др. М., 1985. 60 с.

43. Васильев, В. В. Методы очистки поверхностей нагрева от наружного загрязнения / В. В. Васильев, М. Н. Майданик // Сб. докладов на симпозиуме СССР-ФРГ. М., 1987.

44. Методические указания по применению средств наружной очистки поверхностей нагрева паровых котлов. (МУ 34-70). М. Н. Майданик, В. В. Васильев, В. Я. Лысков и др. М., 1985. 36 с.

45. Аппараты и устройства очистки поверхностей нагрева: отраслевой каталог НИИЭинформэнергомаш. М., 1987. 88 с.

46. Русанов, Н. В. Шлакование и "пушечная" обдувка высокотемпературных поверхностей нагрева котла ТПП-312 / Н. В. Русанов, В. Н. Дворовенко, В. А. Варичев // Электрические станции, 1978. № 9. С. 72-73.

47. Блох, А. Г. Диагностика и управление топочным процессом на основе данных о распределении потоков падающего излучения / А.Г. Блох, O.A. Геращенко, Ю.А. Журавлев, А.М. Журавель // Промышленная теплотехника, 1987.том №9. № 1. С. 84-89.

48. Белов, С. Ю. Разработка и внедрение системы диагностики загрязнения поверхностей нагрева котла П-67 / С.Ю. Белов, В.В. Васильев, И.С. Белов // Электрические станции, 1998. № 4. С. 7-9.

49. Журавлев, Ю. А. Разработка системы технической диагностики энергетической топки как основа принятия управленческих решений / Ю.А. Журавлев, А.П. Скуратов, А.Г. Блох, Ю.В. Ковалев // Электрические станции, 1998. № 4. С. 7-9.

50. Макарчьян, В. А. Диагностический алгоритм контроля выработки ресурса металла пароперегревателя в процессе эксплуатации/ В.А. Макарчьян, А. Б. Попов// Электрические станции, 1991. № 4. С. 20-23.

51. Филимонов, О. В. Магнитный метод контроля состояния труб поверхностей нагрева котлов/ О.В. Филимонов, Ф. В. Богданов//

52. Электрические станции, 1987. № 1. С. 38-44.

53. Брыков, В. Я. Система автоматического расшлаковывания котлов Ермаковской ГРЭС/ В. Я. Брыков, В. Я. Лысков, А.Н. Алехнович, В.М. Кукса, А. А. Амангалиев, В.В. Новик// Электрические станции, 1990. № ю С. 55-58.

54. Герштейн, Е. Г. Эксплуатационный контроль температур поверхностей нагрев как средство повышения надежности котлов/ Е. Г. Герштейн // Электрические станции, 1974. № 6. С. 11-14.

55. Михлевский, А. А. Задачи и методы технической диагностики поверхностей нагрева паровых котлов/ A.A. Михлевский,Ю. Г. Дашкинев, Г.В. Зозуля, Е.Е. Никитин // Теплоэнергетика, 1989. № 8. С. 48-52.

56. Аракелян, Э.К. Диагностика технического состояния трубчатых воздухоподогревателей котлов/ Э.К. Аракелян, А.Е. Козлов // Электрические станции, 1991. №4. С.32-34.

57. Боровский, А. В. Стационарный пирометрический контроль кольцевой топки пылеугольного котла паропроизводительностью 820 т/ч / A.B. Боровский, С. А. Дружинин, Д.П. Мядзелец, В.Н. Филиппов // Теплоэнергетика, 2002. № 8. С. 42-47.

58. Серант, Ф. А. Результаты освоения головного котлоагрегата П-67 блока 800 МВт Березовской ГРЭС-1: техническая записка /Ф. А. Серант, А. Н. Ловцов, В. В. Харченко и др. Новосибирск: Сибтехэнерго, 1991. 49 с.

59. Освоение и исследование основного и вспомогательного оборудования котла П-67 блока 800 МВт Березовской ГРЭС-1 :отчет о НИР; исполн.: Кругликов П.А. Л.: НПО ЦКТИ, 1988. 120 с.

60. Обобщение опыта освоения головного котлоагрегата П-67 блока 800 МВт на березовском угле: технический отчет / ОАО «Сибтехэнерго», Новосибирск: ОАО «Сибтехэнерго», ОАО «СибВТИ» инв.№ 9837. 1992.

61. Проведение заключительных испытаний с целью уточнения" экспериментальных данных с учетом длительной эксплуатации котла П-67: отчет о НИР; исполн.: Пронин М.С и др. / Красноярск: СибВТИ арх. № 811. 1992. 68 с.

62. Ковалевич, И. А. Эффективность очистки топочных экранов котла П-67 при сжигании березовского угля / И. А. Ковалевич, В. В. Васильев, М. Н. Майданик // Теплоэнергетика. 1992. № 4. С. 58-62.

63. Инструкция по эксплуатации котлоагрегата П-57 (ст. №№ 7-10) Рефтинской ГРЭС. 2КЭ-12. 2007.

64. Оценка надежности работы поверхностей нагрева топки и конвективной шахты с точки зрения загрязнения: отчет о НИР; исполн.: Ефименко А.Н. и др. / Красноярск: СибВТИ, арх. № 523 1988. 79 с.

65. Исследование шлакования и поведения минеральной части угля в топке и конвективной шахте: отчет о НИР; исполн.: Пронин М.С. и др. /

66. Красноярск: СибВТИ, арх. № 743.1991. 55 с.

67. Исследование влияния шлакования и очистки на гидродинамический и температурный режимы: отчет о НИР; исполн.: Белов С.Ю. и др. / Красноярск: СибВТИ, арх. № 758. 1991. 46 с.

68. Обобщение мирового опыта в вопросах шлакования пылеугольных котлов: отчет о НИР; исполн.: Алехнович А. Н. / Челябинск: УралВТИ, арх. № 8864. 1993. 86 с.

69. Васильев, В. В. Обзор материалов конференции: Влияние золовых отложений на работу энергетических котлов / В. В. Васильев // Отчет СибВТИ. арх. № 921. Солихалл, Бирмингем. Великобритания. 1993, 121 с.

70. Алехнович, А. Н. Шлакование энергетических котлов: Учебное пособие / ЧФПЭИпк. Челябинск, 2006. 129 с.

71. Брязгин, А. А. Золовые загрязнения регенеративных и трубчатых воздухоподогревателей/ А. А. Брязгин, В. И. Домбровский, В. А. Петров // Электрические станции, 1973. № 1. С. 77-76.

72. Гаврилов, Э. И. Влияние золового заноса на работу конвективных трубчатых поверхностей наргрева котлов СКД/ А. Ф. Гаврилов, Э. И. Гальперин, В. Г. Булгаков, И. И. Балашов// Электрические станции, 1976. №5. С. 15-23.

73. Попов, А. Г. Золовой износ конвективных поверхностей нагрева при сжигании экибастузкого угля / А. Г. Попов // Электрические станции, 1976. № 2. С. 77-79.

74. Корсаков, Ф. Ф. Сравнительные исследования скоростей золового износа при восходящем и нисходящем движении дымовых газов / В.В. Рындин, М.С. Анафин // Электрические станции, 1990. № 7. С. 33-36.

75. Vasilijev, V. Ein System zur kontrolle der verschlacung von feuerkammerschirrmen und reeinigungaapparatesfeuerung / V. Vasilijev, I. Kovalevtsch //XXI Kraftwerrkstehhnsches kolloquim. Dresden, 1989. C. 35-40

76. Вербовецкий, Э. X. Компьютерная программа экспертной оценки влияния качества топлива на технико-экономические показатели оборудования пылеугольных станций / Э. X. Вербовецкий, М. Н. Майданик // Энергетик. 2004. № 1. С. 15-17.

77. Афган, Н. X. Экспертная система для управления топочными процессами парового котла / Н. X. Афган, М. Г. Карвальо // Теплоэнергетика , 1996. № 6. С. 68-76.

78. Piboontum, S. J. Boiler modeling optimizes sootblowing / S.J. Piboontum, S.M. Swift, R.S. Conrad // POWER, 2005. № 8. C. 34-37.

79. Randy Carter, H. Advances in intelligent sootblowing / H. Randy Carter // POWER, 2005. № 8. C. 38-41.

80. Теплотехнические испытания котельных установок // Под ред. В.И.

81. Трембовля и др. М.: Энергия. 1977. 296 С.

82. Двойнишников, В. А. Расчетная оценка влияния неравномерности температурных и скоростных полей газовой среды на тепловосприятие конвективных поверхностей нагрева / В.А. Двойнишников, В.П. Князков, Е.С. Чубенко // Теплоэнергетика, 2005. № 9. С. 24-29.

83. Липец, А. У. Повышение эффективности энергоблоков СКД работающих на канско-ачинских углях / А.У. Липец, С.М. Кузнецова, Л.В. Дирина, Д.М. Будняцкий // Теплоэнергетика, 2001. № 7. С. 33-38.

84. Макаров, А. Н. Применение модели линейного источника для определения падающих потоков излучений в топке парового котла / А.Н. Макаров // Теплоэнергетика, 2001. № 7. С. 39-43.

85. Осинцев, В. В. Аэродинамика и температурные поля газоходов пылеугольных котлов/ В.В. Осинцев // Теплоэнергетика, 1989. № 10. С. 4649.

86. Горб, Э. И. Коэффициенты тепловой эффективности экранов в низкотемпературных вихревых топках/ Э.И. Горб, Д.Б. Ахмедов //, Теплоэнергетика, 1989. № 11. С. 44-46.

87. Царев, В. Н. К проблеме повышения надежности котлоагрегатов/ В.Н. Царев, Д. Б. Ахмедов, В.М. Соболев// Электрические станции, 1987. № 8. С. 23-28.

88. Холщев, В. В. О температуре стенки экранных труб / В. В. Холщев// Электрические станции, 1992. № 6. С. 51-52.

89. Алдакушин, П. И. Повышение надежности поверхностей нагрева прямоточных котлов/ П. И. Алдакушин// Электрические станции, 1984. № 2. С. 67-69.

90. Елфимов, Г. И. Влияние режимных факторов на распределение локальных тепловых потоков в топочной камере / Г. И. Елфимов, Э. С. Карасина, A.A. Абрютин, А. М. Давыдов, Э. Д. Модылевский // Электрические станции, 1973. №7. С. 28-31.

91. Усманов, Б. Ш. Локальные тепловые потоки в топке газомазутного котла ТГМ-94/ Б. Ш. Усманов// Электрические станции, 1974. № 10. С. 14-16.

92. Пеккер, Я. Л. О наружной коррозии топочных экранов при сжигании твердого топлива/ Я. Л. Пеккер// Электрические станции, 1973. № 8. С. 2125.

93. Кендысь, П. Н. Тепловая эффективность поверхностей нагрева котла ПК-41 при сжигании мазута / П. Н. Кендысь, Л. М. Резниченко // Электрические станции, 1973. № 1. С. 77-78.

94. Маринин, В. К. Тепловая эффективность конвективных поверхностей котла сверхкритического давления при сжигании сернистного мазута с присадкой хлористого натрия/ В. К. Маринин, А. Ф. Гаврилов // Электрические станции, 1974. № 6. С. 26-29.

95. Алексеенко, А. Н. Методика расчета предельной толщины стенки труб поверхностей нагрева котлов/ А. Н. Алексеенко, П. Н. Соболев, H.H. Шумейко // Электрические станции, 1984. № 2. С. 27-29.

96. Янко, П. И. Зависимость температурного режима экранных поверхностей от конструкции топочно-горелочных устройств / П. И. Янко, А. А. Финкевич, Т. И. Семотюк // Электрические станции, 1985. № 7. С. 16-18.

97. Белов, С. Ю. Тепловая эффективность поверхностей нагрева котла БКЗ-500-140-1 при сжигании канско-ачинских углей / С. Ю. Белов, М. Я Процайло , В. А. Ослонович, В. Н. Верзаков, В. Ф. Фрицлер // Теплоэнергетика, 1989. № 10. С. 19-22.

98. Васильев, В .В. Тепловая эффективность поверхностей нагрева котла П-67 блока 800 МВт Березовской ГРЭС-1 в условиях комплексной очистки / В.

99. B. Васильев, С. Ю. Белов, М. Н. Майданик // Электрические станции. 1993. № 10. С. 5-10.

100. Савостьянов, В. А. Полная автоматизация технологических операций на энергоблоке 800 МВт на Березовской ГРЭС-1 / В. А. Савостьянов // Электрические станции. 2005. № 5. С. 76-78.

101. Кузнецов, Н. В. Рабочие процессы и вопросы усовершенствования конвективных поверхностей котельных агрегатов / Н. В. Кузнецов // M.-JL: Госэнергоиздат, 1958. 174 с.

102. Djekic, V.S. Slagging and fouling of large power plant boilers burning lignite/ V.S. Djekic, S.Z. Micevic // Сб.: VH Всероссийской конференции с международным участием «Горение твердого топлива», г. Новосибирск: Т. 1 2009.1. C. 31-42.

103. Кузнецов, Н. В. Загрязнение золой поверхностей нагрева / Н. В. Кузнецов, А. 3. Щербаков //Теплоэнергетика. 1954. № 1. С. 33.1. ОГК -А

104. Открытое акционерное общество «ЧЕТВЕРТАЯ ГЕНЕРИРУЮЩАЯ КОМПАНИЯ ОПТОВОГО РЫНКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ»

105. Персонал ЦНИКО филиала «Березовская ГРЭС» ОАО «ОГК-4», отвечающий за экономичную эксплуатацию основного и вспомогательного оборудования, использует программу «ЛГе^ООЗ», выполненную в рамках диссертационной работы аспирантом Яновым С.Р.

106. УТВЕРЖДАЮ: ,иректор филиала03 2010 г.г. Шарыпово1. Начальник ЦНИКО1. В.Н. Петровш11. V Ьнгрул!

107. Открытое акционерное общество СИБИРСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР1. Красноярский филиал

108. Сибирский теплотехнический научно-исследовательский институт ВТИ0903.20101. ССЪт 1. АКТ