Створення та підготовка до експериментальної експлуатації пілотних пальників енергетичного котлоагрегата для пилоподібного антрациту підвищеної зольності
Виконано інноваційний проект з розробки та підготовки до експлуатації пальника з термохімічною підготовкою для котла ТПП-210А Трипільської ТЕС. Для оптимізації режимних параметрів проведені експериментальні дослідження на малих установках і виконано комп’ютерне моделювання процесу попередньої термо...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/15021 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Створення та підготовка до експериментальної експлуатації пілотних пальників енергетичного котлоагрегата для пилоподібного антрациту підвищеної зольності / Ю.П. Корчевой, Ю.П. Кукота, Н.І. Дунаєвська, М.М. Нехамін, Д.Л. Бондзик, В.Г. Дєдов // Наука та інновації. — 2009. — Т. 5, № 4. — С. 13-21. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859706679003709440 |
|---|---|
| author | Корчевой, Ю.П. Кукота, Ю.П. Дунаєвська, Н.І. Нехамін, М.М. Бондзик, Д.Л. Дєдов, В.Г. |
| author_facet | Корчевой, Ю.П. Кукота, Ю.П. Дунаєвська, Н.І. Нехамін, М.М. Бондзик, Д.Л. Дєдов, В.Г. |
| citation_txt | Створення та підготовка до експериментальної експлуатації пілотних пальників енергетичного котлоагрегата для пилоподібного антрациту підвищеної зольності / Ю.П. Корчевой, Ю.П. Кукота, Н.І. Дунаєвська, М.М. Нехамін, Д.Л. Бондзик, В.Г. Дєдов // Наука та інновації. — 2009. — Т. 5, № 4. — С. 13-21. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Виконано інноваційний проект з розробки та підготовки до експлуатації пальника з термохімічною підготовкою
для котла ТПП-210А Трипільської ТЕС. Для оптимізації режимних параметрів проведені експериментальні дослідження на малих установках і виконано комп’ютерне моделювання процесу попередньої термохімічної підготовки
(ТХП). Розроблено робочий проект пальника з ТХП і проект комплексу контрольно-вимірювальних приладів і автоматики. Отримані розрахункові оцінки економічної ефективності котла з модернізованими пальниками.
Выполнен инновационный проект по разработке и
подготовке к эксплуатации горелки с термохимической
подготовкой для котла ТПП-210А Трипольской ТЭС.
Для оптимизации режимных параметров проведены экспериментальные исследования на малых установках и
выполнено компьютерное моделирования процесса предыдущей термохимической подготовки (ТХП). Разработан рабочий проект горелки с ТХП и проект системы
контрольно-измерительных приборов и автоматики. Получены расчетные оценки экономической эффективности котла с модернизованными горелками.
The innovative project on development and preparation to operation of the burner with thermochemical preparation (TCP) for TPP-210А boiler of Tripilska TPP is executed. To op timize regime parameters experimental researches on small installations were made and CFD-modeling of TCP process was carried out. The design of the burner with TCP and the project of monitoring instruments and automatics were developed. Calculated estimations of economic efficiency of a boiler with upgraded burners were received.
|
| first_indexed | 2025-12-01T02:24:22Z |
| format | Article |
| fulltext |
13
Наука та інновації. 2009. Т. 5. № 4. С. 13—21.
Ю.П. Корчевой1, Ю.П. Кукота1, Н.І. Дунаєвська1,
М.М. Нехамін1, Д.Л. Бондзик1, В.Г. Дєдов2
1 Інститут вугільних енерготехнологій НАН України, Київ
2 ВАТ "ДЕК "Центренерго"", Київ
СТВОРЕННЯ ТА ПІДГОТОВКА
ДО ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ПІЛОТНИХ ПАЛЬНИКІВ
ЕНЕРГЕТИЧНОГО КОТЛОАГРЕГАТУ ДЛЯ ПИЛОПОДІБНОГО
АНТРАЦИТУ ПІДВИЩЕНОЇ ЗОЛЬНОСТІ
Виконано інноваційний проект з розробки та підготовки до експлуатації пальника з термохімічною підготовкою
для котла ТПП-210А Трипільської ТЕС. Для оптимізації режимних параметрів проведені експериментальні дослі-
дження на малих установках і виконано комп’ютерне моделювання процесу попередньої термохімічної підготовки
(ТХП). Розроблено робочий проект пальника з ТХП і проект комплексу контрольно-вимірювальних приладів і авто-
матики. Отримані розрахункові оцінки економічної ефективності котла з модернізованими пальниками.
К л ю ч о в і с л о в а: вугілля, пальник, попередня термохімічна підготовка, нагрівання, модернізація.
У 2008 році Інститутом вугільних енерготех-
нологій НАН України було виконано інно ва-
цій ний науково-технічний проект по ство рен ню
пілотного пальника енергетичного кот ло аг ре-
га ту для пилоподібного антрациту під вищеної
зольності. Нагальна необхідність цієї ро боти
була пов’язана із зниженням витрат при род но-
го газу на вугільних електрос тан ціях, що спа лю-
ють високозольний антрацит (Ar = 24—27 %).
Станції змушені використовувати природний
газ для підсвічування ву гільного факе ла через
нижчу якість вугілля, ніж проектна, та суттєву
застарілість обладнання (на деяких станціях
котли двічі відпрацювали свій ресурс і наближа-
ються до граничного терміну ви ко рис тання).
Однією з маловитратних технологій, які дають
© Ю.П. КОРЧЕВОЙ, Ю.П. КУКОТА, Н.І. ДУНАЄВСЬКА,
М.М. НЕХАМІН, Д.Л. БОНДЗИК, В.Г. ДЄДОВ, 2009
можливість знизити витрати газу, є попередня
термохімічна підготовка (ТХП) вугільного пилу
перед подаванням його до топки котлоагрегату.
Метою нашої роботи було створення пілотного
пальника з ТХП вугілля підвищеної зольнос ті
для котла ТПП-210А Трипільської ТЕС.
З детального огляду літературних джерел і
влас них наукових доробок [1] витікають пе ре-
ваги, які надає метод попередньої термохіміч-
ної підготовки, особливо при спалюванні ни зь-
кореакційного і високозольного вугілля. Метод
ТХП полягає у по пе ред ньому нагріванні вугі-
ль них частинок до температури, близької до
зай мання, подальшо му їх термоподрібненні,
прискоренні виходу лет ких та активації реагу-
ючої поверхні з залученням теплоти часткової
конверсії поданого на ТХП вугілля, що еконо-
мить допоміжне паливо. Як джерело енергії,
що забезпечує нагрівання вугільного пилу, мо-
�4.indd 13�4.indd 13 12.08.2009 15:46:0512.08.2009 15:46:05
14 Наука та інновації. № 4, 2009
Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
жуть використовуватися продукти згорання
при родного газу, над дрібного вугільного пилу,
повітряна плазма, ви п ромінювання надвисо-
кої частоти (НВЧ) [2—5]. Останні два варіан-
ти складні щодо технічного виконання, а та-
кож вимагають для жив лення електроенергію,
що підвищує витра ти на власні потреби і зни-
жує вихідну потужність блоку. Відомі методи
факельного спалювання вугілля з поперед ньою
газовою термохімічною підготовкою всього
ву гільного пилу [2, 3], але такі пальники ство-
рені лише для високореакційних сортів кам’я-
но го вугілля з виходом лет ких більше 20 %, де
нагрівання до 600—700 °С є достатнім для їх
піролізу. Для спа лювання антрациту, де тільки
для початку піролізу пот рібне нагрівання до
900—950 °С, такі пальники вважаються нео-
птимальними через велику вит рату природно-
го газу.
Інститутом вугільних енерготехнологій НАНУ
було запропоновано новий спосіб спалювання
пиловидного антрациту [6], що включає:
розподіл пилоповітряної суміші на окремі
потоки, які ступінчато нагріваються вздовж
каналів котлового пальника;
піроліз частини твердого палива в камері тер-
мохімічної підготовки;
змішування потоків перед виходом в топку;
подальше спалювання твердого палива у вто-
ринному повітрі без додаткового «підсвічу-
вання» простору топки котла.
Для визначення ефективності факельного
спа лювання високозольного антрациту з попе-
редньою термохімічною обробкою пилу прово-
ди лася серія експериментальних досліджень на
пілотній установці ВГП-100В Інституту ву гі ль-
них енерготехнологій НАН України. Установ-
ка дозволяла поєднувати в одному каналі по-
слідовне проведення стадій ТХП, займання та
горіння вугільного факела. Це давало можли-
вість дослідити динаміку теплових процесів,
наб лижених до реальних умов факела котло-
вого пальника.
Дослідження включали три режими: з газо-
вим підсвічуванням, з одностадійною ТХП, з
двостадійною ТХП. Проведені балансові ви-
п ро бування дали можливість порівняти ці
ре жими за ефективністю спалювання високо-
зольного антрациту по традиційній схемі з
підсвічуванням і схемах одно- та двоста-
дійної ТХП, які показали за однакових умов
змен шення витрат газу в 4 рази при односту-
пеневій ТХП і в 8 разів — при двоступеневій
(табл. 1).
В умовах роботи реальних котлоагрегатів
частка теплоти газу може бути іншою через
більші габарити і іншу геометрію, але тенден-
ція буде така сама. Тому обладнання пристро-
ями ТХП існуючих пальників для котлоагре-
гатів, що працюють на антрацитах підвищеної
і високої зольності, дозволяє сподіватися на
зменшення частки теплоти природного газу
Таблиця 1
Од. виміру Підсвічування ТХП 1-ступ. ТХП 2-ступ.
Антрацит АШ, зольність % 27,9 27,9 27,9
Теплота згорання МДж/кг 23,8 23,8 23,8
Вихід летких % 5,0 5,0 5,0
Витрата вугілля I г/с 4,3 5,7 1,0
Витрата вугілля II г/с — — 4,0
Витрата газу нм3/год 3,9 0,92 0,4
Загальна витрата повітря г/с 41,3 43,0 43,0
Температура факела на виході °С 1500 1390 1300
Ступінь конверсії вугілля % 66,4 65,0 75,0
Частка теплоти газу % 27,5 6,1 3,2
�4.indd 14�4.indd 14 12.08.2009 15:46:1912.08.2009 15:46:19
15Наука та інновації. № 4, 2009
Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
для стабілізації факела в 2—3 рази, а при дво-
стадійній ТХП — в 4—6 разів. Результати цих
експериментальних досліджень дали змогу роз-
почати розробку пальника з системою ТХП
для котла ТПП-210А.
З метою з’ясування оптимальних витратних
і геометричних характеристик для технічного
завдання на проектування пальника була про-
ведена велика за обсягом робота з розрахунка-
ми різних режимних варіантів і аеродинаміки
дисперсних потоків за допомогою комп’ю тер-
них CFD-програм фірми ANSYS в дво- і три-
вимірних наближеннях (рис. 1).
Для розрахунків прийняті такі вихідні дані:
об’єкт дослідження — антрацитовий пил Аd =
= 28 %, Vd = 3 % з розмірами частинок від 5 до
100 мкм; концентрація пилу в суміші — 0,7 кг/
нм3; витрата газу — 180—200 нм3/год, повітря
для газу — 200 нм3/год; температура пові-
тря — 347 °С, аеросуміші — 247 °С; параметр
закрутки — tgβ = 1,19, що відповідає куту уста-
новки лопаток 50° до осьового напрямку пото-
ку; тем пература стінок топки — 1 526 °С, а топ-
кового факела — 1 727 °С.
Розподіл повітря і вугілля — згідно з табл. 2.
Опускаючи виклад математичного апарату
CFD-програм, на рис. 2—5 (див. кольорову вклей-
ку) наведемо деякі результати обчислень у дво-
вимірному вісесиметричному варіанті з враху-
ванням крутки, які своєю наочністю дають уяв-
лення про розподіл полів швидкості, температури
і концентрації в потоках компонентів. На рис. 2
відображені вектори швидкості, які показують
існування двох напрямків зворотних потоків —
центрального з топки і пристінного (перифе-
рійного), які охоплюють вхідний потік аеросу-
міші і запалюють його. На рис. 3 наведено поля
температур газової фази вздовж потоку. Варіа-
ціями витрат газу і аеросуміші мож на досяга-
ти оптимальних теплових режимів ТХП. Рис. 4
дає уявлення про розподіл кон центрації ву-
гільних частинок. Як видно, завдяки відцент-
Рис. 1. Схема розрахункової області (в вісесиметричному наближенні)
�4.indd 15�4.indd 15 12.08.2009 15:46:1912.08.2009 15:46:19
16 Наука та інновації. № 4, 2009
Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
ро вим силам в закручених потоках концентра-
ція вугілля зростає в напрямку від центра до
периферії потоку. На рис. 5 показано дві зони
піролізу. Перша з них визначає вихід летких з
вугілля аеросуміші І наприкінці муфельного
ка налу як результат процесу термохімічної об-
робки. Друга вказує місце піролізу і виходу лет-
ких уже в топці з аеросуміші ІІ, яка не прохо-
дить ТХП. Загальний вихід лет ких може бути
розрахований при інтегруванні по об’єму зони
піролізу.
Наведені рисунки відображають оптималь-
но організований режим термохімічної оброб-
ки антрациту як по швидкостях і температурах
потоках, так і по розподілу витрат газу, вугілля
і повітря, позначених у табл. 2. З рисунків вид но,
що при даних режимних параметрах досягаєть-
ся основна задача процесу ТХП — раннє запа-
лення, скорочення часу теплової індукції факе-
ла. Це дає можливість стабілізувати ін тен сивне
горіння в нижній радіаційній частині топ ки і обі-
йтися без витрат газу на підсвічуван ня.
Крім наведених даних, розраховано хіміч-
ний склад газової фази. Цікавими видаються
профілі концентрації кисню і метану, які дали
можливість виявити зони інтенсивного горін-
ня газу в аеросуміші, а також залишки метану.
На виході з муфеля об’ємна частка метану скла-
дала 7·10–5, що означало повне згоряння газу в
потоці аеросуміші.
З врахуванням проведених досліджень і ви-
конаних розрахунків, а також за умов мінімі-
зації витрат на впровадження були сформульо-
вані та кі основні вимоги до створюваного па-
ль ника:
проект має бути маловитратною реконструк-
цією існуючих вихрових пальників, яка дасть
можливість застосувати попередню ТХП ви-
сокозольного пиловидного антрациту перед
спалюванням в котлоагрегатах ТПП-210А.
Реконструкції підлягає внутрішній тракт пер-
винного повітря при збереженні зовнішніх
габаритів пальника і існуючих систем пило-
постачання;
конструкція проточної частини в зоні тер-
мохімічної обробки аеросуміші повинна бу-
ти розрахована на температурний рівень га-
зового потоку в межах 800—1 200 °С;
для пальників тепловою потужністю 60—
70 МВт витрата газу повинна складати до
3 % по теплу, тобто 180—210 нм3/год при
збереженні існу ю чих загальних витрат ву-
гілля і повітря;
загальна витрата аеросуміші з концентраці-
єю вугілля 0,7 кг/нм3 перед входом до паль-
ника має розподілятися на два потоки: ка-
нал 1 — на ТХП, канал 2 — по зовнішній по-
верхні муфеля в топку.
при зниженні навантажень до 70 % витрата
пер винного повітря повинна залишатися не-
змін ною, а концентрація аеросуміші для ре-
гу лю вання продуктивності пиложивильника
змен шуватися;
пальник має бути обладнаний засобами кон-
т ролю температури стінок і потоку аеросумі-
ші на виході з муфеля;
з показанням датчика температури потоку
на виході з муфеля має бути зв’язане керу-
вання подачею газу задля врахування змін
якості палива або навантаження з метою за-
Таблиця 2
Витрати
Од.
виміру
Аеро -
су міш І
Аеро-
су міш ІІ
Разом
Первинне
повітря нм3/год 4 400 8 930 13 330
Вугільний пил кг/год 3 096 6 284 9 380
Вторинне
повітря нм3/год — — 48 000
Таблиця 3
Характеристика
каналів
Од.
виміру
Канал 1 Канал 2
Діаметр м 0,44–0,15 0,94–0,76
Площа перерізу м2 0,0616 0,246
Витрата первин. по-
вітря нм3/год 4 400 8 930
Витрата вугілля кг/год 3 100 6 920
Швидкість при 250 °С м/с 19,0 19,3
�4.indd 16�4.indd 16 12.08.2009 15:46:1912.08.2009 15:46:19
17Наука та інновації. № 4, 2009
Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
безпечення підтримання температурного діа-
пазону 900—1000 оС для виключення шла-
кування;
газ має спалюватися за рахунок транспорт-
ного повітря аеросуміші. Після згоряння га-
зу коефіцієнт надлишку повітря (відносно
вугілля) в муфелі скла датиме α ≈ 0,14, що
сприятиме зниженню вмісту NOx — оксидів
паливного азоту;
пальник повинен мати систему запалюван-
ня і контролю горіння газу, зв’язану з відсіч-
ним клапаном газової магістралі.
Попередні витратні і геометричні характе-
ристики каналів пальника наведені в табл. 3.
В дослідному варіанті пальника необхідно
передбачити технічну можливість перерозпо-
ділу витрат аеросуміші між каналами 1 і 2 в
ме жах до 9 % для досягнення оптимальних тем-
ператур в муфелі. Максимальні межі перероз-
поділу наведені в табл. 4.
Розробка технічної документації котлового
пальника з термохімічною підготовкою пило-
видного антрациту відповідно до техніч ного
зав дання виконана в Харківському філіалі ЦКБ
«Енергопрогрес» ТОВ «Котлотур бо п ром». Крес-
лення повздовжнього розрізу па ль ника пока-
зано на рис. 6.
Для експериментальної перевірки діапазо-
ну регулювання й стабільності запалювання
газового пальника був проведений ряд додат-
кових експериментальних робіт. Метою про-
ведення досліджень було експериментальне
підтвердження працездатності й меж регулю-
вання газового пальника, вмонтованого в му-
Рис. 6. Креслення пальника з системою ТХП вугільного пилу для котла ТПП-210А: 1 – периферійний канал; 2 –
цент ральний канал; 3 – аксіальні лопатеві регістри; 4, 5 – підведення аеросуміші до каналів 1 і 2; 6 – шибер-роз по ді-
ль ник пилоподачі; 7 – газовий колектор; 8 – підведення газу; 9 – повітряний колектор; 10 – кільцева повітряна щіли-
на; 11 – вічко; 12 – підведення повітря для газу; 13 – труба для запально-захисного пристрою (ЗЗП); 14 – штуцер для
продувки; 15 – термопари для контролю стану муфеля; 16 – вічко для контролю полум’я; 17 – камера ТХП
�4.indd 17�4.indd 17 12.08.2009 15:46:1912.08.2009 15:46:19
18 Наука та інновації. № 4, 2009
Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
фель пристрою ТХП, а саме потрібно було
з’ясувати вплив на діапазон режимів зі сталим
горінням газу наступних конструктивних ха-
рактеристик пальника:
наявності й товщини стабілізатора фронту
горіння;
співвідношення діаметрів малих і вели-
ких от ворів виходу газу з газового колек-
тора.
Для проведення досліджень було розробле-
но і виготовлено модуль, у якому відтворені в
масштабі 1:1 основні геометричні характерис-
тики сектора, що відображає 1/17 частина па-
ль ника. В ньому було виконано одне велике й
Рис. 7. Газовий пальник з пристроєм ТХП і досліджува-
ний експериментальний модуль
Таблиця 4
Од.
виміру
Канал
1
Канал
2
Разом
Мінім. первинне
повітря нм3/год 4 000 8 930 13 330
Вугільний пил кг/год 2 820 6 920 9 390
Швидкість
при 250 °С м/с 17,3 19,3 —
Макс. первинне
повітря нм3/год 4 800 8 930 13 330
Вугільний пил кг/год 3 380 6 920 9 390
Швидкість
при 250 °С м/с 20,7 19,3 —
два малих отвори виходу газу з газового колек-
тора, тоді як у повномасштабному (проектно-
му) пальнику в кільцевому газовому колекторі
по проекту великих отворів було 17, а малих —
35. Модуль виконаний розбірним із двох час-
тин: власне пальникового вузла й приєднува-
ного до його виходу прямокутного каналу довжи-
ною 0,5 м. Для візуального контролю про цесу
горіння в стінках каналу виконано три отвори,
закриті кварцовими стеклами 2 безпосередньо
біля входу каналу, й один — далі по ходу потоку
(рис. 7).
Експерименти показали можливість спалю-
вати газ у широкому діапазоні витрат при вста-
новленні стабілізатора висотою 6 мм, що сут-
тєво покращував перемішування газу з повіт-
рям. Оптимальними виявилися великі отвори
діаметром 13 мм і маленькі — діаметром 3,5 мм.
За результатами експериментів було визначе-
но припустимі діапазони витрат повітря і газу
в перерахунку на пальник (рис. 8), а саме, що
витрати повітря для чергового факела можуть
варіюватися від 350 до 600 нм3/год, а газу су-
марно на пальник — від 70 до 250 нм3/год. Як
номінальний режим на початковому етапі про-
мислових випробувань можна рекомендувати
витрати: повітря в щілину — 400 нм3/год, газу —
200 нм3/год, первинного повітря з пилом у му-
фель — 4 200 нм3/год.
Для забезпечення підтримання оптималь-
них витрат газу і повітря при зміні наванта-
�4.indd 18�4.indd 18 12.08.2009 15:46:2112.08.2009 15:46:21
19Наука та інновації. № 4, 2009
Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
жень і умов роботи пальника, а також для під-
тримання температури в муфелі нижче точки
розм’як шення золи система ТХП вимагає ав-
томатичного регулювання витрат. Розробка сис-
тем дис танційного та автоматичного управлін-
ня пальником проводилася спеціалістами «Дон
ОРГРЕС». Проектні рішення узгоджувалися з
персоналом Трипільської ТЕС і виконувалися з
урахуванням можливостей використання існу-
ючих на ТЕС засобів автоматизації (наприклад,
“Sematic C-7”), на яких уже побудована система
керування обладнанням енер гоблоку № 3. Пе-
редбачалася можливість її розширення та рекон-
фігурації за допомогою установки додаткових
мо дулів вводу—виводу або тимчасового вико-
ристання наявних модулів запасних інструмен-
тів та пристроїв (ЗІП). В результаті була роз-
роблена схема газопідвідних трубопроводів з
електрифікованою арматурою і витратоміром у
від повідності до вимог діючих правил безпеки
систем газопостачання України [7]. Створена
система тепло вого конт ролю муфеля і схема ав-
томатичного регулювання температури на базі
пропорційно-інтег ра льного регулятора подачі
газу, реалізованого на базі програмно-тех ніч но го
комплексу «Se ma tic C-7». Складено специфіка-
ції до дат ково-необхідного обладнання.
Враховуючи необхідність скорочення вит-
рат газу на підсвічування при спалюванні ан-
трациту підвищеної зольності, ВАТ „ДЕК Цен-
тре нерго” після неодноразових технічних екс-
пертиз та врахування співробітниками ІВЕ в
робо чому проекті висловлених зауважень фа-
хів ців ДЕК та Трипільської ТЕС наказом №
101 від 10.10.08 взяло на себе роботи з виго-
товлення, встановлення та впровадження пі-
лотного па ль ника з ТХП за власні кошти.
Відпо відно до цього наказу ВП «Ременерго»
виготовило металеві частини для пальника з
ТХП, які були доставлені на Три пільську ТЕС
(рис. 9).
У подальшому на одному пальнику буде вста-
новлено систему ТХП, експериментальна екс-
плуатація якого проводитиметься протягом
2009 р. для налаштування обладнання та ви-
значення надійності роботи окремих елементів.
У 2010 р. планується обладнати усі пальники
одного корпусу системою ТХП для проведен-
ня балансових випробувань і визначення її еко-
номічної ефективності.
Розрахункова економічна ефективність об-
ладнання пальників одного котла ТПП-210А
(12 шт.) пристроями ТХП визначалася за
Рис. 8. Діапазон витрат газу й повітря для чергового фа-
кела, при яких забезпечується стійке горіння в перераху-
н ку на промисловий пальник
Рис. 9. Корпус та канал модернізованої частини пальни-
ка з ТХП
�4.indd 19�4.indd 19 12.08.2009 15:46:2112.08.2009 15:46:21
20 Наука та інновації. № 4, 2009
Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
результатами проведених досліджень і мо де-
лювань:
1. Вартість робіт по виготовленню та монта-
жу 1 пальника з ТХП на котлі ТПП-210А Три-
пільської ТЕС — К1 = 1 млн. грн.
2. Строк роботи котла у рік — τ = 6 000 год.
3. Середня електрична потужність протягом
року — N = 265 МВт.
4. Питома витрата умовного палива (у.п.) до
модернізації пальників при використанні про-
ектного палива — q1 = 410 г у.п./кВт·год (ста-
ном на 01.07.08)
5. Питома витрата палива після модернізації
пальників при використанні проектного па ли-
ва — q2 = 410 г у.п./кВт·год.
6. Частка антрациту в паливі до модерніза-
ції — Ч1
в = 0,95.
7. Частка антрациту в паливі після модерні-
зації — Ч2
в = 0,97.
8. Ціна вугілля — Цв = 627,0 грн/т, у перера-
хунку на умовне паливо — Цв
у = 792 грн/т у.п.
9. Частка природного газу в паливі до мо-
дернізації — Ч1
г = 0,05.
10. Частка природного газу в паливі після мо-
дернізації — Ч2
г = 0,03.
11. Ціна природного газу — Цг = 2 424,0 грн /
тис. нм3, у перерахунку на умовне паливо —
Цг
у = 2 094 грн/т у.п.
12. Кредит безпроцентний. Термін окупнос-
ті розраховується за період після введення кот-
лоагрегату в експлуатацію.
13. Капітальні витрати на модернізацію 12 па-
льників для котлоагрегату ТПП-210А — К =
= 12 · К1 = 12 · 1 = 12 млн. грн.
14. Вартість палива для вироблення елект-
роенергії протягом року до модернізації —
Вп1 = q1 · τ · (Цв
у · Ч1
в + Цг
у · Ч1
г) · N =
= 410,0 · 10–6 · 6000 · (792,0 · 0,95 +
+ 2094,0 · 0,05) · 265 · 103 = 558,7 млн. грн.
15. Вартість палива для вироблення електро-
енергії протягом року після модернізації —
Вп2 = q2 · τ · (Цв
у · Ч2
в + Цг
у · Ч2
г)·N =
= 410,0 · 10–6 · 6000 · (792,0 · 0,97 +
+ 2094,0 · 0,03) · 265 · 103 = 541,8 млн. грн.
16. Експлуатаційні та інші поточні витрати
приймаються однаковими.
17. Річна економія коштів через зменшення
витрат на паливо після модернізації котлоа-
грегату
E = Вп1 — Вп2 = 584,2—541,8 = 16,9 млн. грн.
18. При використанні 95 % економії для по-
вернення коштів по кредиту термін окупності
робіт по модернізації котлоагрегату ТПП-210А
Трипільської ТЕС складе
τ0 = К/Е · 0,95 = 12/16,9 · 0,95 =
= 0,675 року = 8 міс.
Реальний економічний ефект від впрова д-
жен ня пальників з системою ТХП на котлі
ТПП 210А можна буде визначити тільки
після отримання експериментальних даних
щодо експ луа тації всіх встановлених пальни-
ків на котел при його роботі не менше 6000
годин.
ЛІТЕРАТУРА
1. Бондзик Д.Л., Дунаєвська Н.І., Кукота Ю.П. та ін. До-
слідження спалювання пиловидного високозольного
антрациту із застосуванням попередньої термохіміч-
ної обробки. // Новини енергетики. — 2005. — № 12. —
С. 24—29.
2. Бабий В.И., Вербовецкий Э.Х., Артемьев Ю.П. Горелка
с предварительной термоподготовкой угольной пыли
для снижения образования оксидов азота // Тепло энер-
гетика. — 2000. — № 10. — С. 33—38.
3. Разработка и внедрение системы предварительного
подогрева угольной пыли / В.Л. Шульман, В.А. Стра-
хов, Б.Л. Шурпа и др. // Электрические станции. —
1995. — № 2. — С. 5—10.
4. Использование СВЧ-энергии для сжигания вы со ко зо-
льных антрацитов на электростанциях / П.М. Канило,
Н.И. Расюк, А.В. Тымчик и др.// Экотехнологии и ре-
сурсосбережение. — 2001. — № 3. — С. 3—7.
5. Дьяков А.Ф., Карпенко Е.И., Мессерле В.Е. Плазменно-
энергетические технологии и их место в теп ло э нер ге-
тике // Теплоэнергетика. — 1998. — № 6. — С. 25—30.
6. Патент U 2008 14337, F 23 D 17/00. Спосіб факельно-
го спалювання вугілля / Ю.П. Корчевой, Ю.П. Куко-
та, Н.І. Дунаєвська і др. Заявлено 12.12.2008.
7. Правила безпеки систем газопостачання України. —
Київ,1988.
�4.indd 20�4.indd 20 12.08.2009 15:46:2112.08.2009 15:46:21
21Наука та інновації. № 4, 2009
Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
J.P. Korchevoj, J.P. Kukota, N.I. Dunaevskaja,
M.M. Nehamin, D.L. Bondzyk, V.G. Dedov
CREATION AND PREPARATION
TO EXPERIMENTAL OPERATION OF PILOT
BURNERS FOR BOILERS WITH PULVERISED
HIGH ASH ANTHRACITE
The innovative project on development and preparation
to operation of the burner with thermochemical preparation
(TCP) for TPP-210А boiler of Tripilska TPP is executed. To
op timize regime parameters experimental researches on small
installations were made and CFD-modeling of TCP process
was carried out. The design of the burner with TCP and the
project of monitoring instruments and automatics were de-
veloped. Calculated estimations of economic efficiency of a
boiler with upgraded burners were received.
Key words: coal, burner, thermochemical preparation,
heating, modernization.
Надійшла до редакції 02.06.09.
Ю.П. Корчевой, Ю.П. Кукота, Н.И. Дунаевская,
М.М. Нехамин, Д.Л. Бондзик, В.Г. Дедов
СОЗДАНИЕ И ПОДГОТОВКА
К ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ПИЛОТНИХ ГОРЕЛОК ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО
КОТЛОАГРЕГАТА ДЛЯ ПЫЛЕВИДНОГО
АНТРАЦИТА ПОВЫШЕННОЙ ЗОЛЬНОСТИ
Выполнен инновационный проект по разработке и
подготовке к эксплуатации горелки с термохимической
подготовкой для котла ТПП-210А Трипольской ТЭС.
Для оптимизации режимных параметров проведены экс-
периментальные исследования на малых установках и
выполнено компьютерное моделирования процесса пре-
ды дущей термохимической подготовки (ТХП). Разрабо-
тан рабочий проект горелки с ТХП и проект системы
контрольно-измерительных приборов и автоматики. По-
лучены расчетные оценки экономической эффективнос-
ти котла с модернизованными горелками.
Ключевые слова: уголь, горелка, предварительная
термохимическая подготовка, нагревание, модернизация.
�4.indd 21�4.indd 21 12.08.2009 15:46:2112.08.2009 15:46:21
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-15021 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1815-2066 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-01T02:24:22Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Корчевой, Ю.П. Кукота, Ю.П. Дунаєвська, Н.І. Нехамін, М.М. Бондзик, Д.Л. Дєдов, В.Г. 2011-01-04T17:01:50Z 2011-01-04T17:01:50Z 2009 Створення та підготовка до експериментальної експлуатації пілотних пальників енергетичного котлоагрегата для пилоподібного антрациту підвищеної зольності / Ю.П. Корчевой, Ю.П. Кукота, Н.І. Дунаєвська, М.М. Нехамін, Д.Л. Бондзик, В.Г. Дєдов // Наука та інновації. — 2009. — Т. 5, № 4. — С. 13-21. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin5.04.013 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/15021 Виконано інноваційний проект з розробки та підготовки до експлуатації пальника з термохімічною підготовкою для котла ТПП-210А Трипільської ТЕС. Для оптимізації режимних параметрів проведені експериментальні дослідження на малих установках і виконано комп’ютерне моделювання процесу попередньої термохімічної підготовки (ТХП). Розроблено робочий проект пальника з ТХП і проект комплексу контрольно-вимірювальних приладів і автоматики. Отримані розрахункові оцінки економічної ефективності котла з модернізованими пальниками. Выполнен инновационный проект по разработке и подготовке к эксплуатации горелки с термохимической подготовкой для котла ТПП-210А Трипольской ТЭС. Для оптимизации режимных параметров проведены экспериментальные исследования на малых установках и выполнено компьютерное моделирования процесса предыдущей термохимической подготовки (ТХП). Разработан рабочий проект горелки с ТХП и проект системы контрольно-измерительных приборов и автоматики. Получены расчетные оценки экономической эффективности котла с модернизованными горелками. The innovative project on development and preparation to operation of the burner with thermochemical preparation (TCP) for TPP-210А boiler of Tripilska TPP is executed. To op timize regime parameters experimental researches on small installations were made and CFD-modeling of TCP process was carried out. The design of the burner with TCP and the project of monitoring instruments and automatics were developed. Calculated estimations of economic efficiency of a boiler with upgraded burners were received. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Створення та підготовка до експериментальної експлуатації пілотних пальників енергетичного котлоагрегата для пилоподібного антрациту підвищеної зольності Создание и подготовка к экспериментальной эксплуатации пилотних горелок энергетического котлоагрегата для пылевидного антрацита повышенной зольности Creation and preparation to experimental operation of pilot burners for boilers with pulverised high ash anthracite Article published earlier |
| spellingShingle | Створення та підготовка до експериментальної експлуатації пілотних пальників енергетичного котлоагрегата для пилоподібного антрациту підвищеної зольності Корчевой, Ю.П. Кукота, Ю.П. Дунаєвська, Н.І. Нехамін, М.М. Бондзик, Д.Л. Дєдов, В.Г. Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України |
| title | Створення та підготовка до експериментальної експлуатації пілотних пальників енергетичного котлоагрегата для пилоподібного антрациту підвищеної зольності |
| title_alt | Создание и подготовка к экспериментальной эксплуатации пилотних горелок энергетического котлоагрегата для пылевидного антрацита повышенной зольности Creation and preparation to experimental operation of pilot burners for boilers with pulverised high ash anthracite |
| title_full | Створення та підготовка до експериментальної експлуатації пілотних пальників енергетичного котлоагрегата для пилоподібного антрациту підвищеної зольності |
| title_fullStr | Створення та підготовка до експериментальної експлуатації пілотних пальників енергетичного котлоагрегата для пилоподібного антрациту підвищеної зольності |
| title_full_unstemmed | Створення та підготовка до експериментальної експлуатації пілотних пальників енергетичного котлоагрегата для пилоподібного антрациту підвищеної зольності |
| title_short | Створення та підготовка до експериментальної експлуатації пілотних пальників енергетичного котлоагрегата для пилоподібного антрациту підвищеної зольності |
| title_sort | створення та підготовка до експериментальної експлуатації пілотних пальників енергетичного котлоагрегата для пилоподібного антрациту підвищеної зольності |
| topic | Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України |
| topic_facet | Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/15021 |
| work_keys_str_mv | AT korčevoiûp stvorennâtapídgotovkadoeksperimentalʹnoíekspluatacíípílotnihpalʹnikívenergetičnogokotloagregatadlâpilopodíbnogoantracitupídviŝenoízolʹností AT kukotaûp stvorennâtapídgotovkadoeksperimentalʹnoíekspluatacíípílotnihpalʹnikívenergetičnogokotloagregatadlâpilopodíbnogoantracitupídviŝenoízolʹností AT dunaêvsʹkaní stvorennâtapídgotovkadoeksperimentalʹnoíekspluatacíípílotnihpalʹnikívenergetičnogokotloagregatadlâpilopodíbnogoantracitupídviŝenoízolʹností AT nehamínmm stvorennâtapídgotovkadoeksperimentalʹnoíekspluatacíípílotnihpalʹnikívenergetičnogokotloagregatadlâpilopodíbnogoantracitupídviŝenoízolʹností AT bondzikdl stvorennâtapídgotovkadoeksperimentalʹnoíekspluatacíípílotnihpalʹnikívenergetičnogokotloagregatadlâpilopodíbnogoantracitupídviŝenoízolʹností AT dêdovvg stvorennâtapídgotovkadoeksperimentalʹnoíekspluatacíípílotnihpalʹnikívenergetičnogokotloagregatadlâpilopodíbnogoantracitupídviŝenoízolʹností AT korčevoiûp sozdanieipodgotovkakéksperimentalʹnoiékspluataciipilotnihgorelokénergetičeskogokotloagregatadlâpylevidnogoantracitapovyšennoizolʹnosti AT kukotaûp sozdanieipodgotovkakéksperimentalʹnoiékspluataciipilotnihgorelokénergetičeskogokotloagregatadlâpylevidnogoantracitapovyšennoizolʹnosti AT dunaêvsʹkaní sozdanieipodgotovkakéksperimentalʹnoiékspluataciipilotnihgorelokénergetičeskogokotloagregatadlâpylevidnogoantracitapovyšennoizolʹnosti AT nehamínmm sozdanieipodgotovkakéksperimentalʹnoiékspluataciipilotnihgorelokénergetičeskogokotloagregatadlâpylevidnogoantracitapovyšennoizolʹnosti AT bondzikdl sozdanieipodgotovkakéksperimentalʹnoiékspluataciipilotnihgorelokénergetičeskogokotloagregatadlâpylevidnogoantracitapovyšennoizolʹnosti AT dêdovvg sozdanieipodgotovkakéksperimentalʹnoiékspluataciipilotnihgorelokénergetičeskogokotloagregatadlâpylevidnogoantracitapovyšennoizolʹnosti AT korčevoiûp creationandpreparationtoexperimentaloperationofpilotburnersforboilerswithpulverisedhighashanthracite AT kukotaûp creationandpreparationtoexperimentaloperationofpilotburnersforboilerswithpulverisedhighashanthracite AT dunaêvsʹkaní creationandpreparationtoexperimentaloperationofpilotburnersforboilerswithpulverisedhighashanthracite AT nehamínmm creationandpreparationtoexperimentaloperationofpilotburnersforboilerswithpulverisedhighashanthracite AT bondzikdl creationandpreparationtoexperimentaloperationofpilotburnersforboilerswithpulverisedhighashanthracite AT dêdovvg creationandpreparationtoexperimentaloperationofpilotburnersforboilerswithpulverisedhighashanthracite |