L'article présente deux travaux de recherche et développement de la Joint Stock Union "Emalians" (Fédération de Russie) dans le domaine de la conception de chaudières à charbon pour des unités de grande capacité (330 MW et 660 MW). Décrivez brièvement la structure principale, les caractéristiques techniques et écologiques des chaudières.
Chaudière PP-1000-24.5-565KT
L'usine de chaudières de Taganrog, sous l'égide de l'Union paritaire Emalians, conçoit la chaudière PP-1000-24.5-565 KT, d'une capacité de vapeur de 1000 t / h pour fonctionner dans le composant de l'unité d'une capacité de 330 MW. .
La chaudière (figure 1) est conçue pour brûler du charbon de qualité D de la mine de charbon de Kuznetsk. Type de chaudière à flux direct, pression de vapeur supercritique, ré-séchage à la vapeur simple (une fois) et décharge de laitier solide. La chaudière garantit de fonctionner et de démarrer avec des paramètres glissants.
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La chaudière est agencée sous une forme comprenant une chambre de combustion prismatique, l'entonnoir froid dans la partie inférieure, le chemin de fumée horizontal, la chambre de rotation, se déplaçant vers le tunnel de convection descendant. Dans la section horizontale des fumées, les surfaces de chauffage des surchauffeurs des catégories 1 et 2 et comprenant le chauffe-eau sont disposées.
Les stores de la chambre de combustion et comprenant les surfaces de barrière des conduites de fumée horizontales et descendantes sous la forme de panneaux provenant des tuyaux verticaux lisses soudés dans un bloc mural fermé (ne permettant pas à la fumée de s'échapper) par bandes acier plat entre deux tuyaux.
L'air est séché dans des sécheurs d'air à récupération de chaleur à trois compartiments. Des réchauffeurs de turbine peuvent être réglés, réduisant ainsi la température des fumées d'échappement.
Grâce à la disposition des aérothermes à turbine, le rendement total de la chaudière peut être augmenté de 92,5 ‰ à 94.
Pour s'assurer qu'elle répond aux normes écologiques strictes de la Fédération de Russie, la conception de la chaudière applique les mesures suivantes:
- La chambre de combustion est conçue avec une section transversale carrée. Les buses et toutes les entrées de carburant et d'air entrant dans la chambre de combustion sont disposées de manière tangentielle.
- Trois couches de buses d'injection directe à fente horizontale sont disposées dans les coins de la chambre de combustion.
- Disposer la couche de réduction des NOx en N2 en fournissant 16-20 ‰ de charbon en poudre fine (R90 = 7 ‰) au-dessus de la couche de buse supérieure avec un coefficient d'air en excès α ≤ 0,35.
- Organiser une combustion périodique en alimentant le niveau d'air 2 à travers les buses sur les parois latérales de la chambre de combustion dans la zone des planchers de buses depuis l'extérieur des courants de Foucault dans la chambre de combustion.
- S'arranger pour amener de l'air de niveau 3 dans le haut de l'équipement de réduction en quantité 20
- 23% pour évacuer les matières combustibles du carburant amené de la zone de réduction.
Les buses principales de chacun des 3 étages sont structurées sous la forme d'un bloc de buses uniforme. Chaque bloc d'injecteur (Fig. 2) a deux entrées de carburant provenant de différents moulins et deux injecteurs de démarrage. Les buses de chaque bloc d'injecteur ont la capacité de tourner dans le plan vertical, de sorte que la hauteur de la position de la torche dans la chambre de combustion peut être ajustée. Pour faire tourner les buses, chaque unité est équipée d'un actionneur électrique supplémentaire.
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Les buses d'élimination des NOx sont placées plus haut que les buses principales, chacune avec son propre chemin de charbon en poudre au centre de l'appareil. L'air froid en recirculation est introduit à travers le tube extérieur de la buse désoxygénée pour réduire la concentration en oxygène dans la zone de réduction et pour refroidir les buses désoxygénées lorsque le broyeur est arrêté.
Pour un meilleur mélange, l'entrée d'un mélange air-charbon, gaz de recirculation et air de niveau 3 entrant dans la chambre de combustion s'effectue dans une direction vortex inversée par rapport aux buses principales.
Le schéma de combustion susmentionné permet de réduire les émissions de NOx à 350 mg / m3, tout en maintenant la fiabilité opérationnelle des surfaces de chauffage dans la chambre de combustion et à la sortie de la chambre de combustion et des charges de chaudière illimitées. sur l'état de durcissement des surfaces chauffées.
En plus des mesures ci-dessus, afin de perfectionner les caractéristiques écologiques, la structure de la chaudière a appliqué les solutions de conception les plus modernes pour améliorer les indicateurs économiques et techniques et optimiser les critères. en termes de volume - la taille de la chaudière.
Chaudière PP-2050-25-570KT
En 2007, LHCP "Emalians" a recherché et développé la conception de chaudière PP-2050-25-570KT, capacité de chaudière de 2050 t / h, unité 660 MW avec paramètres supercritiques, brûlant du charbon à la mine Ekibastusk. (presque comme les mines de charbon Hon Gai, Cam Pha), utilisant le madut comme combustible de démarrage.
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Chaudières à tour, hauteur de la chambre de la chaudière de près de 55 m (en fonction de la hauteur du convoyeur en biseau), toiture avec panneaux légers. L'avantage important du four à tour est que le flux de fumée est plus uniformément réparti par rapport aux chaudières en forme de Π et en T. Cela facilite la réduction de l'abrasion sur les surfaces de chauffage. De plus, dans ce type de chaudière, la traînée aérodynamique est minimale en raison d'un flux de fumée uniforme et le détournement de fumée est effectué du côté de la longueur du tunnel de convection. Réduction de la résistance des presse-étoupe, permettant de réduire la consommation d'énergie pour le désenfumage.
Un autre avantage de ce type de four est une disposition plus compacte, réduisant ainsi les coûts d'équipement en réduisant la longueur du tube et la surface de blindage. Les murs-rideaux de la chaudière sont divisés en partie inférieure de rayonnement, la partie supérieure de rayonnement et les écrans de la fumée de convection amont. Après la montée de la chambre de combustion dans la conduite de fumée, des tubes de surchauffe et de convection sont disposés, y compris le chauffe-eau.
Les températures de vapeur surchauffée de classe 1 et 2 sont élevées, il faut donc utiliser des aciers résistants à la chaleur de haute qualité.
La chambre de combustion rectangulaire de la chaudière est conçue avec une section transversale de contrainte thermique élevée (plus de 5 MW / m2) et des buses de type vortex à faible émission disposées dans des directions opposées, assurant une combustion du charbon avec Cendres élevées, faible rendement volatil et élevé stable.
La chambre de combustion rectangulaire (28 x 12 m) est équipée de 32 buses de charbon pulvérulent de type vortex, disposées sur deux étages, en sens opposés sur les parois avant et arrière de la chambre de combustion. Sur les buses principales (au 3ème étage), placez 8 buses de couplage de la couche d'élimination des NOx. Le charbon à grains fins est introduit dans ces buses pour une quantité de 15 de la consommation totale de carburant. Sur le plancher réducteur, placez 10 buses à vent de niveau 3.
Les buses et les buses d'élimination des NOx sont dirigées vers le bas à un angle de 10 ° par rapport au plan horizontal, avec une composante tangente, chacune créant deux courants de Foucault.
Système de traitement de charbon en poudre type fermé, soufflant directement. Le carburant est séché à l'air chaud. Le charbon est broyé dans un broyeur à 8 arbres, la vitesse moyenne de rotation du type MVS - 265.
Le séchage à l'air est effectué à l'aide de sécheurs d'air tubulaires. Le réchauffeur de l'échangeur de chaleur à turbine est placé à l'intérieur du sécheur d'air pour réduire la température des fumées d'échappement. La partie eau de l'échangeur de chaleur est reliée à la section de raccourci du réchauffeur basse pression.
En résumé, les chaudières PP-1000-24.5-565KT pour l'unité 330 MW et PP-2050-25-570KT pour l'unité 660 MW répondent toutes aux normes environnementales strictes de la Russie et de l'UE, La chaudière est équipée de poussières électrostatiques complètes, assurant la concentration de poussières rejetées dans l'atmosphère à 30 mg / m3, d'un équipement de réduction des SOx calcaire humide pour atteindre des concentrations de SOx inférieures à 200 mg / m3 ( le niveau standard est de 400 mg / m3).
En raison des paramètres de pression et de température de vapeur élevés, les surfaces chauffantes sont conçues avec des aciers résistants aux hautes températures (aciers austénitiques). La chaudière fonctionne avec une température de vapeur de 600 / 620oC, est équipée d'un équipement auxiliaire moderne, de sorte que l'efficacité de l'unité atteint 44-46.
