Экономические показатели котла-утилизатора

1. Количество теплоты, переданное газами в котле-утилизаторе, кВт:

Q_КУ = G_{Г КУ} ∙ (I_Д – I _{за ГПК}) (6.42)

G_{Г КУ} – массовый расход газов в КУ, кг/с;

I_Д – энтальпия газов на входе в КУ (за диффузором), кДж/кг;

I _{за ГПК} – энтальпия газов на выходе из котла (за ГПК), кДж/кг.

2. Степень бинарности цикла ПГУ:

s = Q_КС / (Q_КС + Q_{1 КУ}) = 1, (6.43)

где: Q_КС – количество теплоты, подведенное в камере сгорания ГТУ, кДж/с (кВт); Q_{1 КУ} = 0 – количество теплоты, дополнительно подведенное в котле-утилизаторе, кДж/с (кВт).

3. КПД котла-утилизатора (коэффициент утилизации тепла уходящих газов ГТУ):

h_КУ = (I_Д – I _{за ГПК}) / (I_Д – I _{Г НВ}) ≈ (θ_{4 КУ} – θ _УХ / (θ_{4 КУ} – θ _{Г НВ}), (6.44)

где:

I _{Г НВ} – энтальпия газов при температуре наружного воздуха, кДж/кг; θ_{4 КУ} – температура газов на входе в КУ, ^OC; θ _{Г НВ} = t_НВ– температура газов, соответствующая температуре наружного воздуха, ^OC; θ _УХ – температура уходящих газов, ^OC.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П.1. Проектные показатели баланса пара и воды котла-утилизатора П-88 [12] при температуре наружного воздуха +15 ^оС

Нагрузка КУ, %
Суммарная паропроизводительность, кг/с (т/ч)	49,722 179,0	44,528 160,3	33,50 120,6	21,25 76,5
Контур высокого давления
Паропроизводительность, кг/с (т/ч)	43,472 156,5	36,222 130,4	25,00 90,1	13,89 50,0
В %-ах от суммарной производительности	87,4	81,4	74,7	65,5
Контур низкого давления
Паропроизводительность, кг/с (т/ч)	9,78 35,2	8,31 29,9	8,47 30,5	7,36 26,5
В %-ах от суммарной производительности	12,6	18,6	25,3	34,5
В %-ах от производительности контура ВД	22.5	22,9	33,9	53,0

Таблица П.2. Конструктивные характеристики поверхностей котла П-88

Наименование величины	Поверхности нагрева котла-утилизатора
ППВД	ИВД	ЭВД	ППНД	ИНД	ГПК
Количество секций
Число рядов труб по ходу газов
Число труб в ряду по ширине газохода
Наружный диаметр труб, мм
Толщина стенки, мм
Марка стали труб	12Х1МФ
Поперечный шаг труб, мм
Продольный шаг, мм
Тип оребрения труб	сплош-ное	просечн.	просечн.	сплош-ное	просечн.	просечн.
Высота ребер, мм
Толщина ребер, мм		0,9	0,9	0,9	0,9	0,9
Шаг оребрения, мм	5,3	4,2		4,3	4,9
Глубина просечки, мм
Марка стали ребер	12Х1МФ

Таблица П.3. Показатели качества питательной воды котла-утилизатора П-88

№	Показатель	Размерность	Значение
	Общая жесткость, не более	мкг-экв/кг
	Содержание соединений железа, не более	мкг/кг
	Содержание соединений меди, не более	мкг/кг
	Содержание растворенного кислорода в конденсате перед деаэратором, не более	мкг/кг
	Содержание нефтепродуктов, не более	мг/кг	0,3
	рН	–	9,1+0,1
	Содержание кремниевой кислоты, не более	мкг/кг
	Условное солесодержание (в пересчёте на NaCl), не более	мкг/кг
	Удельная электропроводимость, не более	мкСм/см	2,0

Таблица П.4. Основные технико-экономические показатели котла-утилизатора П-88

№	Наименование параметра	Размерность	Значение
	Расход газов на входе в один котел	кг/с	359,4
	Температура газов на входе в котел	^оС
Контур высокого давления
	Паропроизводительность	т/ч	154,3х2=308,6
	Давление пара на выходе из котла	МПа	7,3
	Температура пара на выходе из котла	^оС	504,4
Контур низкого давления
	Паропроизводительность	т/ч	39х2=78
	Давление пара на выходе из котла	МПа	0,7
	Температура пара на выходе из котла	^оС	227,9
Водо-водяной теплообменник
	Тепловая нагрузка ВВТО: - номинальная - максимальная (при t н.в.=-29 ^оС)	МВт МВт (Гкал/ч)	32 (27,4)

Таблица П.5. Проектные характеристики контура высокого давления котла-утилизатора П-88

Наименование параметра	Величина параметров
1 Температура окружающего воздуха, о С	-30	-3,9	+3,3	+15	+15	+15	+15	+15
2 Тип топлива	Газ	Газ	Газ	Газ	Газ	Газ	Газ	ДТ
3 Нагрузка КУ, %		100*		100*
4. Контур высокого давления
4.1 Паропроизводительность, т/ч	143,2		157,3	156,5	130,4	90,1	50,0	153,7
4.4 Давление в барабане ВД, абс. МПа	6,797	7,443	7,604	7,541	6,242	4,109	2,17	7,61
4.2 Давление пара на выходе, абс. МПа	6,431	7,054	7,208	7,151	5,903	3,868	2,04	7,23
4.3 Температура пара на выходе, оС,
4.5 Температура воды на входе в ЭВД, оС,
4.6 Давление воды на входе в ЭВД, МПа	7,245	7,897	8,06	7,995	6,684	5,037	3,093	8,063

Таблица П.6. Проектные характеристики контура низкого давления котла-утилизатора П-88

№	Величина	Значение
	Температура окружающего воздуха, ^оС	-30	-3,9	+3,3	+15	+15	+15	+15	+15
	Тип топлива	Газ	Газ	Газ	Газ	Газ	Газ	Газ	ДТ
	Нагрузка КУ, %
Контур низкого давления
	Паропроизводительность, т/ч	38,0	36,7	37,4	35,2	29,9	30,5	26,5	33,3
	Давление в барабане НД, абс. МПа	0,716	0,736	0,752	0.726	0,588	0,458	0,330	0,725
	Давление пара на выходе, абс. МПа	0,669	0,693	0,707	0,686	0,552	0,410	0,28	0,69
	Температура пара на выходе, ^о С,
	Расход через ГПК, т/ч	388,7	343,8	324,1	334,3	324,0	322,5	320,5
	Расход рециркуляции ГПК, т/ч	205,6	151,2	134,6	152,2	162,1	207,0	295,3
	Давление на входе ГПК, МПа	1,07	1,07	1,07	1.05	0,88	0,73	0,73	1,17
	Температура на входе ГПК, °С
	Тепловая нагрузка ВВТО, МВт	13,5*	8,6	6,7	3,8	3,8	3,8	3,8

Таблица П. 7. Опорные параметры для расчета котла-утилизатора П-88

№	Наименование величины	Обозна- чение	Размерность	Значение	Источник, способ определения
Вода, пар
	Давление в барабане контура НД (давление в интегрированном деаэрационном устройстве КУ)	p_БНД	бар	7,26	Задано (см. характеристики КУ)
	Давление в барабане контура ВД	p_БВД	бар	75,41	Задано (см. характеристики КУ)
	Давление основного конденсата на стороне напора КЭН	p_КЭН	бар	24,0	По характеристикам КЭН, p_КЭН = f(G_ПВ)
	Потеря давления основного конденсата в КПУ	∆ p_КПУ	бар	1,0	Согласно рекомендаций [19,20]
	Давление питательной воды на выходе из узла смешения ГПК (на входе в КУ)	p_{ПВ до ГПК}	бар		p_{ПВ до ГПК} = p_КЭН– ∆ p_КПУ≈ p_КЭН
	Температура основного конденсата за конденсатором паровой турбины	t_ОК	^OC		Определяется по характеристикам конденсатора, t_ОК =f(t _НВ)
	Величина подогрева основного конденсата в КПУ	∆ t _КПУ	^OC	4,0	Рассчитывается или принимается [19,20]
	Температура основного конденсата за конденсатором пара уплотнений (КПУ)	t _{за КПУ}	^OC		t _{за КПУ} = t_ОК + ∆ t _КПУ
	Температура питательной воды на входе в ГПК КУ	t _{до ГПК}	^OC	65,0	Принято из условия: t _{до ГПК} ≥ 60 ^OC
	Расход пара в коллектор СН из контура НД	D_СН	%		Требования[19,20]]: не более 3 %
	Теплосодержание питательной воды на выходе из узла смешения ГПК	h _{до ГПК}	кДж/кг		Таблицы воды и пара, h _{до ГПК} = hs(t_{до ГПК}, p_{ПВ до ГПК})
Температурные напоры в пинч-пунктах
	Температурный напор в пинч-пункте на выходе питательной воды из ГПК	δt_ГПК	^OC	10¸15	Требования [19,20]
	Температурный напор в пинч-пункте на выходе пара контура НД из пароперегревателя НД	δt_ППНД	^OC	10¸15	Требования [19,20]
	Температурный напор в пинч-пункте на входе питательной воды в экономайзер ВД	δt_ЭВД	^OC	10¸15	Требования [19,20]
	Температурный напор в пинч-пункте на выходе пара контура ВД из пароперегревателя ВД	δt_ППВД	^OC		Рекомендации [19,20]]: 40 ¸ 50 ^OC. Принято по данным эксплуатации.
Газ на входе в котел-утилизатор
	Массовый расход газов в КУ	G_{Г КУ}	кг/с	316,752	2∙(G_К^Д + B_Т)
	Плотность газов на входе в КУ	ρ _{Г КУ}	кг/м³		Из расчета ГТД
	Коэффициент избытка воздуха на входе в КУ	a₄	–		Из расчета ГТД
	Давление газов на входе в КУ	p_{4 КУ}	бар		Из расчета ГТД
	Удельная изобарная теплоемкость газов на входе в КУ	c_p_{г 4}	кДж/(кг ∙ К)		Из расчета ГТД
	Температура газов на входе в КУ	θ_{4 КУ}	^OC	519,0	Из расчета ГТД θ_{4 КУ} = t_{4 КУ}
	Энтальпия газов на входе в КУ (за диффузором)	I_Д	кДж/кг		Из расчета ГТД
Газ на выходе из котла-утилизатора
	Температура газов на выходе из КУ	θ _УХ	^OC		Из условия, что температура конденсата перед ГПК равна 65 ^OC
	Удельная изобарная теплоемкость газов на выходе из КУ	c_p_{УХ. Г}	кДж/(кг ∙ К)		c_p_{УХ. Г}= f(θ _УХ)
	Энтальпия газов на выходе из КУ при θ _УХ	I_УХ	кДж/кг		θ _УХ ∙ c_p_{УХ. Г}
	Энтальпия газов на выходе из КУ при t_НВ	I_{Г НВ}	кДж/кг		t_НВ ∙ c_p_{УХ. Г}, где t_НВ = 15 ^OC
	Аэродинамическое сопротивление собственно КУ	∆p_КУ	бар	0,0086	Принято по данным испытаний. Рекомендации: 0,02¸0,03.