Бкз руководство по эксплуатации

«Утверждаю»

Технический 
директор

СП Комсомольская 
ТЭЦ-2

____________    Н. 
И.  Гапен

«_____»_________   
2005  г.

Инструкция

по    устройству   
и    эксплуатации

котлоагрегатов   
БКЗ 160-100Ф

Пересмотрено:

Технический 
директор

СП  Комсомольская   
ТЭЦ-2

______________

«_______»_______2008 
г.

Начальник    котельного   
цеха

_____________

«_______»________2008 
г.

1.  Характеристика  
котла   и   его   конструкция

1.1. Котельный  агрегат 
БКЗ160-100Ф  Барнаульского  котельного  завода  имеет  следующие  технические  характеристики:

производительность расчетное  давление: в  барабане  котла на  выходе  из  пароперегревателя температура  перегретого  пара температур   питательной  воды

160 т/час 110 кг/см2 100 кг/см2 540°С 215°С

Котел  вертикально-водотрубный, однобарабанный, радиационного 
типа, с  естественной  циркуляцией, П-образной  компоновки, крупноблочной  конструкции.
Водяной  объем  котла  составляет  48 м³, паровой  объем — 29,5 м³. Топка  расположена  в  первом  восходящем  газоходе.
Во  втором  нисходящем  газоходе  (конвективной  шахте)  установлены  водяной  экономайзер 
и  воздухоподогреватель, которые  расположены  в  «рассечку». В  верхнем  горизонтальном 
газоходе  расположен  пароперегреватель.

1.2. Котельный  агрегат 
спроектирован  для  работы  на  буром  угле  Райчихинского  месторождения, имеющего 
следующие  характеристики  и  состав:

Низшая  теплота  сгорания Влажность  рабочая Зольность  на  рабочую  массу Содержание  летучих  на  горючую  массу Углерод Водород Кислород Азот Сера Температурная  характеристика  золы: начало  деформации размягчение жидкоплавкое  состояние

Qнр Wр Aр Vг С Н О N S ta tb tc

3070 ккал/кг 37% 9,5% 43% 37,8% 2,3% 12,7% 0,5% 0,2% 1030-1080°С 1100-1200°С 1130-1280°С

После  проведенной  реконструкции 
в  качестве  топлива  используется  также  природный  газ  Сахалинского  месторождения.

Состав  и  характеристика  газа:

Метан  СН4 Этан  С2Н6 Пропан  С3Н8 Бутан  С4Н10 Пентан  С5Н12 Углекислый  газ  СО2 Азот  N2 Температура  воспламенения Низшая  теплота  сгорания Плотность

95,6% 1,6% 0,5% 0,3% 0,12% 0,7% 1,2% 595°С 8100 ккал/м3 0,709 кг/м3

Для  растопки  и 
«подсветки»  пылеугольного  факела  используются  также  топочные  мазуты  марок 
М40  и  М100, имеющих  следующие средние  характеристики  и  состав:

Показатели	М40	М100
Вязкость  при  80оС, не  более условная, оВУ соответствующая  ей  кинематическая,   мм2/с Зольность,  %  не  более Массовая  доля  серы,  %  не  более для  малосернистых для  сернистых для  высокосернистых Массовая  доля  воды,  %  не  более Температура  вспышки  в  открытом  тигле,  оС  не  ниже Температура  застывания,  оС  не  выше Теплота  сгорания  в  пересчете  на сухое  топливо, кДж/кг  (ккал/кг) Плотность  при  20оС,  т/м3	8,0 59,0 0,12 1,0 2,0 3,5 1,0 90 10 39900  (9530) 0,93-0,95	16,0 118,0 0,14 1,0 2,0 3,5 1,0 110 25 39000  (9530) 0,934-0,96

1.3. Данные  теплового 
расчета  котлоагрегатов  при  работе  на  буром  угле  Райчихинского 
месторождения  и  при  нагрузке  160 т/час:

№ п/п	Наименование  величины	к/а  №4	к/а  №5	к/а  №6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11	Теоретический объем воздуха для полного сгорания,  нм3/кг Потеря тепла  с  уходящими  газами,  q2,  % Потеря тепла от химического недожога, q3,  % Потеря тепла от механического недожога, q4, % Потеря  тепла  в  окружающую  среду,  q5,  % КПД  брутто,  % Расчетный  часовой  расход  топлива,  кг/час Видимая тепловая нагрузка топочного объема,  ккал/м3хчас Расчетные  коэффициенты  избытка  воздуха: в  топке,  за  2ой  ступенью  п/перегревателя за  холодным  пакетом 1 ст.  п/перегревателя за  2ой  ступенью  экономайзера за  2ой  ступенью  воздухоподогревателя за  1ой  ступенью  экономайзера за  1ой  ступенью  воздухоподогревателя Лучевоспринимающая поверхность топки (экранов),  м2 Теоретическая  температура  сгорания  топлива,   оС	3,56 7,4 0,5 1,0 0,6 90,5 34300 138000 1,25 1,3 1,32 1,37 1,39 1,44 539 1757
№ п/п	Наименование  величины	к/а  №4	к/а  №5	к/а  №6
12	Поверхность  нагрева,  м2 : 1ой ст.  пароперегревателя 2ой ст.  пароперегревателя 3ой ст.  пароперегревателя водяного экономайзера 1ой ст. водяного  экономайзера 2ой ст. воздухоподогревателя  1ой  ст. воздухоподогревателя  2ой  ст.	286 395 578 992 680 8680 3540	429 380 306 992 680 8000 3540	429 380 306 990 684 8000 3540
13	Температура  газов,  оС: на  выходе  из  топки, за  2ой ст.  пароперегревателя за  фестонными  трубами за  3ой ст.  пароперегревателя        за «холодным» пакетом 1ой ст.  пароперегревателя за  2ой ст.  экономайзера за  2ой ст.  воздухоподогревателя за  1ой ст.  экономайзера за  1ой ст.  воздухоподогревателя	1080 967 961 795 693 515 395 284 145	1080 980 971 865 697 515 395 284 145
14	Температура  пара,  оС: на  входе  в  1ую ст.  пароперегревателя на  выходе  из  1ой ст.      -*перед  пароохладителем  1ой  ст. после  пароохладителя  1ой  ст. на  выходе  из  2ой ст.  пароперегревателя перед  пароохладителем  2ой  ст. после  пароохладителя  2ой  ст. на  выходе  из  3ей ст. пароперегревателя	325 360 360 346 442 498 484 540	324 395 — — 494 528 505 540
15	Количество «собственного» конденсата на впрыск,  т/ч; в  пароохладитель  1ой  ст. в  пароохладитель  2ой  ст.	6,1 3	2,2 4,7
16 17	Температура  воды,   оС; на  входе  в  экономайзер  1ой  ст. на  выходе  из  экономайзера  1ой  ст. на  входе  в  экономайзер  2ой  ст. на  выходе  из  экономайзера  2ой  ст. Температура  воздуха,   оС; на входе в воздухоподогреватель  1ой  ст. на выходе из воздухоподогревателя 1ой  ст. на входе в воздухоподогреватель  2ой  ст. на выходе из воздухоподогревателя 2ой  ст.	215 256 283 331 55 244 244 412

БКЗ-3 МК собран в прямоугольном корпусе из изоляционного материала. Для включения блока в схему предусмотрено разъёмное соединение. На боковой поверхности корпуса приклеена информационная этикетка с параметрами устройства. На верхней лицевой стороне расположены:

• головка крепёжного винта;
• гнездо подключения кабельной линии для проверки сопротивления изоляции;
• переключатели рода работ;
• регуляторы уставок.

Блок допускает подключение к 1, 2 либо 3 датчикам тока, которые установлены, соответственно, на одной, двух или трёх фазных проводах для съёма перегрузочных параметров сети. Питание аппарата производят напряжением 36 В переменного тока от защищённого трансформатора оно подаётся на контакты 18 – 19.

Работа блока по защите от I_КЗ: с датчиков тока на микроконтроллерный (МК) вход поступает электрический сигнал, который по своей величине пропорционален току. В МК происходит его сравнение с запрограммированной величиной, находящейся в памяти МК, и если величина поступившего сигнала выше, то МК производит включение исполнительного реле, которое в свою очередь комплектуется независимым расцепителем, отключающий силовые цепи с одновременной индикацией аварийной ситуации.

Блок не изменит своего состояния до тех пор, пока не будет устранена причина срабатывания защиты и нажата кнопка деблокировки (разблокировки). Величина тока срабатывания выставляется регулятором, расположенным на корпусе БКЗ. Защиты работают по одному каналу, а сигнал с датчиков приходит на разные входы МК.

Энергетические котлоагрегаты БКЗ выпускаются ООО «Сибэнергомаш — БКЗ», их устанавливают на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Котел БКЗ имеет вертикально-однотрубный тип расположения. Циркуляция котловой воды — естественная, насыщенный пар сепарируется от влаги в барабане котла.

Компоновка трубных поверхностей выполняется П или Т-образной, конструкция башенного типа. Работают агрегаты на всех видах энергетического топлива: уголь, газ, жидкообразное топливо и лигниты.

Расшифровка модификации котла

Российский производитель агрегатов Барнаульский котельный завод, сегодня именуется ООО «Сибэнергомаш — БКЗ», начал свою деятельность в разгар Великой Отечественной Войны 1942 году и был вывезен из Ленинграда.

Очень долгое время котлоагрегаты носили название БКЗ, однако в связи с выходом на внешний рынок, был получен новый стандарт ЕН ИСО 9001:2000, после чего котлы стали именоваться по-другому, например агрегат БКЗ 670-140-3 переименован в Еп-670-13,8-545, а БКЗ 220-100-9 в Е-220-9,8-540 КБТ.

При этом практически поменялись первые буквенные обозначения, а цифры, характеризующие паропроизводительность и давление в барабане агрегата остались неизменными, разве что изменилась размерность, кгс/см2 заменена на единицу в системе — МПа.

Завод-изготовитель придерживается строгого принципа маркировки оборудования, по которому можно определить многие важные характеристики его работы, например, для котлоагрегата БКЗ-420-140 НГМ-3:

• БКЗ — завод-изготовитель ООО «Сибэнергомаш — БКЗ» ;
• 420 — часовая паропроизводительность по перегретому пару (ПП), т/ч;
• 140 — давление ПП, кгс/см2 ;
• Н — работает под наддувом,49 МПа;
• ГМ — газомазутная горелка, работает на газообразном и мазутном топливе.

Согласно новым стандартам этот котел имеет маркировку Е-420-13,8-560:

• Е — естественная циркуляция воды;
• 420 — часовая производительность по перегретому пару, т/ч;
• 13,8 — давление пара Р, МПа;
• 560 — температура ПП, С.

Технические характеристики котлоагрегатов

Паровые водотрубные котлоагрегаты БКЗ относятся к классу энергетических устройств, они используются на ТЭЦ. Котлы выпускаются с большим диапазоном по паропроизводительности от 75 т/ч для агрегатов БКЗ 75-39ФБ до 690 т/ч, по давлению пара от 3,9 до 14 МПа и по температуре от 450 до 540 С.

Основной перечень ТЭЦ и ГРЭС, где установлены котлы БКЗ:

1. Минская ТЭЦ-4, БКЗ-420-140ГМ, газомазутный с естественной циркуляцией, расход ПП — 420 т/ч, давление ПП — 140 атм.
2. Красноярская ТЭЦ-2, БКЗ-420-140-ПТ1 и БКЗ-500-140-1, специально рассчитанные на использование березовских и иных бурых углей Сибирского района, расход ПП — 500 т/ч, Р — 140 атм.
3. Вологодская ТЭЦ, БКЗ-50-39Ф БКЗ-75-39ФБ, предназначены для сжигания бурых углей, для чего оборудованы двумя шахтными мельницами, расход пара — 50 т/ч, Р — 39 кгс/см2.
4. Абаканская ТЭЦ 4, котлы БКЗ-420-140 ПТ-2, для использования твердого топлива с пылесистемами и промбункерами, расход ПП — 420 т/ч, Р — 140 атм.
5. Кировская ТЭЦ-4 БКЗ — 210-140Ф, рассчитаны на сжигание челябинского бурого угля и природного газа, расход пара — 210 т/ч, Р — 140 атм.
6. Гусиноозерская ГРЭС, БКЗ 640-140ПТ-1, рассчитаны на сжигание топки Окино-Ключевского разреза и Гусиноозерского месторождения, расход пара — 640 т/ч, Р — 140 атм.

Принципиальная схема

Котлы БКЗ 160— вертикально-водотрубные устройства. Циркуляция воды — естественная. В конструкции вверху выполнен монтаж барабана, где потоки воды и пара соединяются. В выносных циклонах протекает процесс сепарации пара. Агрегаты работают либо с разрежением в топке либо под наддувом.

Компоновка агрегатов выполняется П/Т-образной либо башенной. Конструкция может использовать опоры либо быть подвесной. П-образная компоновка занимает намного меньше места, при этом тягодутьевые устройства располагаются на нулевой отметке. Котлы предусматривается для разных видов топлива, при этом расчет ведется индивидуально для зоны размещения котла, учитывая местные топливные ресурсы.

Принципиальная схема работы однобарабанных котлов БКЗ 160:

1. Топливо подается в вертикальную топку, закрытой со всех сторон экранами, верх и низ которых объединены трубными коллекторами.
2. На фронтовой стене топочной камере на 2-х ярусах размещены горелки в количестве от 2 до 8 единиц, в зависимости от производительности котла.
3. В обогреваемых дымовыми газами экранах, нагревается котловая вода с образованием пароводяной смеси.
4. Пароводяная смесь благодаря естественной циркуляции движется в верхние коллекторные устройства.
5. Далее пароводяная смесь попадает в барабан и через выносные сепараторы направляется в паросборник.
6. Нагретая в экономайзере питательная вода с большим давлением насосами направляется в верхний барабан для пополнения объема воды, который был выведен из водяного тракта отбором перегретого пара.
7. По опускным более холодным трубам, котловая вода опускается из барабана в нижнюю коллекторную систему коллектора экранов, чтобы повторить цикл нагрева.
8. Пар, очищенный от влаги в сепараторах из барабана котла направляется в пароперегреватели, которых установлено несколько: радиационный и конвекционный.
9. После пароперегревателей пар идет для промышленного отбора на паровую турбину или для технологических процессов.
10. В котле установлен воздухоподогреватель рекуперативного типа, где за счет температуры дымовых газов подогревается воздух для подачи в горелочное устройство. Обычно устанавливается двухступенчатая система подогрева воздуха, с температурой до 200 С.
11. Дымосос поддерживает разрежение в топке минус 2 мм. в. ст.
12. После топки дымовые газы направляются в межтрубное пространство пароперегревателей с температурой 1180 С, и далее в экономайзер с температурой 250 С и систему воздухообогрева с температурой 130 С. После чего дымосос выбрасывает уходящие газы в дымовую трубу.

Устройство БКЗ-160-100 ГМ

Согласно принципиальной схемы работы однобарабанного котла БКЗ, его конструкция состоит из топки, нескольких горелочных устройств, верхнего барабана с выносными циклонными сепараторами, нескольких пакетов пароперегревателей, экономайзера, питательного тракта, воздухоподогревателя, дымоходов, дымососа и системы топливоподачи. Все оборудование тщательно спроектировано, смонтировано и настроено на оптимальную работу котла.

Топка

Топочная камера выполнена открытого типа, прямоугольного сечения, экранирована трубами 60х4 из котловой стали Ст.20. Задний и фронтовой экраны образуют малоуклонную конструкцию, теплоизолированную шамотным кирпичом.

Верх топочной камеры закрыт пароперегревателем. Топочные 13 независимых контуров, соединенными верхними и нижними коллекторами из котловых труб 219 х 25 мм.

Фронтальный и задний экранные поверхности нагрева образуют на уровне 11380 мм от пода топки пережим, который делит топочную камеру на две части: горения и охлаждения. Для эффективности горения трубы в нижней камере, выполненные шипованными и закрыты жаростойкой хромитовой массой.

Горелка

Для сжигания топлива на боковых, а в некоторых конструкциях на фронтальной стенке топочной камере предусмотрены несколько горелочных устройств от 2-х до 8-ми. Они могут быть пылеугольные или газомазутными.

Прямоточные главные горелочные устройства располагаются под углом к горизонтали. Сбросные горелки находятся над главными и формируют в середине топочной камеры закрученный поток топливовоздушной смеси с противоположным направлением вращения. Для розжига котлоагрегат оборудуется 2-мя муфельными горелочными устройствами, расположенных с боков топки.

Барабан котлоагрегата и сепарация пара

Барабан котлоагрегата имеет Д= 1600 мм изготовлен из стали 16ГНМА. Котел имеет две ступени испарения. Первая находится в чистом отсеке, куда входит барабан и фронтальные экраны. Во вторую входят боковые и задний экраны с внешними циклонами, которые образуют солевой отсек.

Пароводяная смесь из экранных пакетов, чистого отсека следует в распределяющий короб барабана и из него устремляется в циклоны, где происходит сепарация капель из пара. Вода из сепараторов, возвращается в барабан. А пар проходит вторую ступень сепарации и поступает в пароперегреватель.

Блоки пароперегревателей

Пар в пароперегревателе движется 2 самостоятельными потоками. Пароперегреватель выполнен из 3-х компонентов:

• потолочный пакет, полностью экранирующий топку — радиационного типа;
• 20 ширм перед горизонтальной частью дымохода — полурадиационного типа;
• пакет в поворотной части — конвективного типа.

Если температура насыщенного пара котлоагрегата постоянна, то температура перегретого пара (Тпп) способна расти. Иногда, по условиям эксплуатации оборудования ТЭЦ, ее нужно снижать. Котлы БКЗ имеют систему регулирования Тпп, которую выполняют в пароохладителях 1 и 2 ступени, используя впрыск конденсата.

Подвод конденсатной жидкости на впрыск в пароохладитель 1-ой ступени производится с применением парового эжектора. Во 2-ой ступени пароохладителя — благодаря разнице давления в пароохладителе и конденсаторе.

Экономайзер и питательный тракт

Экономайзер служит для нагрева воды перед подачей ее в барабан за счет снижения температуры дымовых газов. Устройство из блоков змеевиковых котловых труб 32х4 мм, размещаются в шахте котла.

Питательная вода, подпитывающая агрегат, котловая вода, циркулирующая по экранам, пароводяная смесь, и перегретый пар, создают питательный тракт котлоагрегата БКЗ. Для охлаждения экранов вода должна обладать расчетной скоростью циркуляции, может проходить контур, как однократно, например, как перегретый пар, так и многократно, как котловая вода в экранах.

Подачу питательной воды направляют в верхний барабан и по нижним коллекторам Д=133х10 мм, а отвод пароводяной смеси происходит из верхних коллекторов аналогичного диаметра.

Рециркуляция уходящих газов

Движение уходящих газов по газовому тракту котла происходит благодаря топочному разряжению. Дымососы для котла БКЗ имеют запас по производительности 10 %, а по напору до 30 % и частоту вращения 746 об/мин, обеспечивая выброс топочных газов в атмосферу до 1000 м3/ч с Т= 150 С. Регулирование объемов выброса выполняется осевым шибером дымососа.

Для снижения выбросов оксидов азота в котлах БКЗ предусмотрена рециркуляция уходящих газов. Метод стал применяться еще в начале 80-х годов.

Исследования показали, что наибольший результат достигается по снижению NOx происходит, когда часть дымовых газов через линию рециркуляции подается в центральные каналы горелочных устройств. Этот метод мало применим при сжигании мазута, так как появляются сложности с его розжигом.

Поэтому для газомазутных топок применяют рециркуляцию путем смешения части дымовых газов с воздухом и подачей смеси по среднему или периферийному каналам горелочного устройства.

Воздухоподогреватель и схема воздушного тракта

Для нагрева дутьевого воздуха до 300 С перед подачей в горелочное устройство БКЗ устанавливается регенеративный воздухоподогреватель РВП-54. Ранее на таких агрегатах устанавливались трубчатые конструкции, которые имели большие габариты и низкую эффективность.

РВП-54 выполнен из ротора, вращающегося на вертикально установленном валу. Внутри конструкции расположены нагревательные пакеты со специальным профилем, через которые тепло от топочных газов передаются воздуху. Фланец вала опирается на роликоподшипник на балке воздухоподогревателя. Вращение ротора выполняет электромеханический привод. Газовый и воздушный потоки разделены уплотнителями.

Автоматика

Автоматика котла БКЗ — центральный орган управления тепловыми процессами выработки перегретого пара, обеспечивающий расчетную эффективность работы котла, и его безопасную эксплуатацию.

Современные автоматические системы выполняются на базе микропроцессорного устройства с параметрами, установленными правилами и нормативами защиты паровых котлов.

Система с помощью первичных датчиков следит за многочисленными параметрами работы котла и сигнализирует оперативному персоналу обо всех нарушениях. Если персонал не примет меры по устранению нарушений в работе теплового оборудования, система самостоятельно выполнит аварийное отключение.

Основные параметры срабатывания системы безопасности котла:

• нет факела на форсунке;
• аварийный уровень воды в агрегате;
• аварийные значения по параметрам пара;
• отключены тягодутьевые устройства;
• низкие параметры подачи питательной воды;
• низкое давление воздуха перед горелкой;
• отсутствует разрежение в топочной камере;
• низкое давление топлива перед горелкой;
• неисправность первичных датчиков

Аварийная остановка котла также выполняется системой безопасности при разрыве главного паропровода, линии питательной воды и экономайзера, чрезмерном наполнении котла водой, образования свищей в экранных трубах, взрыв газа в дымоходах, остановки системы топливоподачи и разрушении обмуровки котла.