Описание котельного агрегата

Прямоточный котел ПК-47, изготовленный Подольским машиностроительным заводом им. Орджоникидзе, двухкорпусного исполнения, спроектированный в соответствии с данными ЛМЗ - завода-изготовителя турбины К-200-130, имеет следующие расчетные данные:

Производительность - 640 т/час;

Давление пара за КПП-2 - 140 кгс/см²;

Температура питательной воды - 242 ⁰С;

Рабочее давление питательной воды на входе в котел -180 кгс/см ²;

Расчетное -192кгс/ см ²;

Температура перегретого пара - 545 ⁰С;

Расход через вторичный пароперегреватель - 544 т/час;

Давление вторичного пара на входе в котел - 25,5 кгс/см²;

Давление вторичного пара на выходе из котла - 23 кгс/см²;

Температура вторичного пара на входе в котел - 350 ⁰С;

Температура вторичного пара на выходе из котла - 545 ⁰С.

Прямоточные котлы ПК-47, установленные в КТЦ-2 бл. ст.№№ 7-12 предназ- начены для сжигания газа Оренбургского месторождения и мазута.

Питательная вода из Д-6ата питательными насосами типа ПЭ – 380 - 185/200, ПЭ – 580- 185/200 через подогреватели высокого давления (ПВД-5,6,7) через задвижки ВП-3 и ВП-4 или помимо ПВД через задвижку ВП-2 подается в сниженный питательный узел каждого корпуса котла.

Сниженный питательный узел каждого корпуса котла включает в себя:

а) главную запорную задвижку ВП-5;

б) быстрозапорную задвижку БЗЗ;

в) шайбовый отключаемый обвод БЗЗ с вентилем ВП-6;

г) дифрегулятор ДР (кроме корпусов 7А,Б,10А,Б, 12А,Б);

д) отводы питательной воды на впрыски 2,3,4;

е) регулирующий питательный клапан РПК;

ж) систему дренажей сниженного узла питания.

Шайбовый обвод (ограничитель расхода питательной воды) позволяет исключить из работы РПК при больших перепадах давления, что уменьшает его износ. Клапан РПК шиберного типа с установленной за шибером решеткой из нержавеющей стали. (РПК бл. ст.№№ 7, 10, 12 поворотного типа, РПК бл. ст.№ 8 шиберного типа с регулирующим золотником ЗАО Фирма «СОЮЗ-01», РПК бл. ст.№ 9 поворотно-дискового типа ООО «Теплоэнергокомплект-Дон» г. Волгодонск).

Включение в работу шайбового обвода производится при заполнении котла водой и во время растопки корпуса.

Из сниженного узла питания питательная вода поступает к входному коллектору водяного экономайзера (ВЭ) с поверхностью нагрева S_ВЭ = 2000 м², выполненному одноступенчатым, однопоточным с расположением входного и выходного коллекторов Ø245х30 мм ст. 20 на боковой стенке конвективной шахты котла между корпусами. На бл. ст. № 9 входной коллектор ВЭ Ø245х40 мм, ст.20; выходной коллектор ВЭ Ø245х34 мм, сталь 12Х1МФ. Входные коллекторы ВЭ блока ст.№ 12 Ø245х30 ст.20, выходные коллекторы ВЭ блока ст. № 12 Ø245х28 ст.20.

Водяной экономайзер состоит из 148 параллельно включенных змеевиков Ø28х3,0 мм ст. 20, на блоке ст. № 9- из 80 параллельно включенных оребренных змеевиков Ø32х4 мм ст. 20, на корпусах 12А, Б из 69 и 72 соответственно параллельно включенных оребренных змеевиков Ø32х4 мм ст. 20.

Змеевики водяного экономайзера опираются на штампованные стойки из углеродистой стали, стойки опираются на изолированные снаружи охлаждаемые опорные балки. Из выходного коллектора водяного экономайзера питательная вода с температурой 305⁰С с недогревом до кипения 87 ккал/кг через тройник по двум трубопроводам поступает во входные коллекторы нижней радиационной части (НРЧ) котла, установленные на фронтовой и задней стенках холодной воронки котла Ø245х22 мм, сталь 20 отм. 3,0 м.

Нижняя радиационная часть котла выполнена как двухзаходная лента по 30 труб в каждой полуленте с подъемом на фронтовой и задней стенках топки котла и с горизонтальным расположением на боковых стенках топки.

Подъем ленты в холодной воронке происходит под углом 8^о51^/, в топочной камере под углом 10^о24^/. Всего в НРЧ размещается 4 витка, из них в холодной воронке один виток. Холодная воронка и вертикальная часть радиационной шахты котла экранирована трубами Ø38х4 мм ст.12Х1МФ. В начале 4 - го витка осуществляется переход с Ø38х4 мм на Ø45х5 мм ст.12Х1МФ, получивший название "двухступенчатый виток", который служит для предотвращения пульсации расхода питательной воды через витки.

В области 2 и 3 витков НРЧ выполнена разводка труб для газомазутных горелок на боковых стенках топочной камеры по 2 горелки в верхнем ярусе и по 1 горелке в нижнем ярусе.

Трубы НРЧ крепятся блоками в 12 точках по периметру радиационной части котла. По середине каждой стенки расположены неподвижные опоры, по краям - подвижные. Таким образом, тепловое расширение труб НРЧ происходит в углы топочной камеры котла. Поверхность нагрева - S_НРЧ=394,5 м².

Пароводяная смесь из выходных коллекторов НРЧ Ø245х22 мм ст.20, расположенных на фронтовой и задней стенках радиационной части котла на отм.14,953 м с температурой 353^оС по двум трубопроводам поступает в «тройник», и далее к раздаточному "пауку" переходной зоны. Конструкция «паука» ПЗ позволяет равномерно распределить пароводяную смесь по змеевикам. Из «паука» по 10 раздаточным трубопроводам (Ø76 ст.20) пароводяная смесь подводится к двум входным коллекторам ПЗ Ø194х24мм ст.20 расположенных на боковой стенки конвективной шахты котла на отм. 20,5 м.

Переходная зона с поверхностью нагрева S_ПЗ=1400 м² выполнена двухпоточной и состоит из 116х2 труб Ø28 х 3,0 мм ст.20. Змеевики опираются на три ряда стоек, выполненных в виде скоб с вырезами под диаметр труб.

Стойки каждого ряда связываются гребенкой и опираются на полые балки. Балки охлаждаются принудительным потоком воздуха. Из переходной зоны слабо перегретый пар с температурой 353^оС поступает в два выходных коллектора Ø194х24 мм ст.20, расположенных над входными коллекторами переходной зоны.

Переходная зона является зоной окончательного испарения воды и интенсивного отложения солей.

Для предотвращения перегрева и разрыва труб переходной зоны, она вынесена в зону умеренных температур - в конвективную шахту котла.

Из переходной зоны пар через тройник по двум трубопроводам Ø273х25 мм ст.20 поступает во входные коллекторы средней радиационной части СРЧ-1 расположенные на фронтовой и задней стенках топки на отм.15,493 м, Ø245х24 мм ст. 20 выше выходных коллекторов НРЧ.

СРЧ-1 выполнена в виде 2-х заходных лент по 30 труб Ø45х5 мм ст.12Х1МФ в каждой полуленте. С подъёмом на фронтовой и задней стенках топки котла и с горизонтальным расположением на боковых стенках топки.

Всего в СРЧ-1 трубы делают два витка.

Поверхность нагрева СРЧ-1 аналогична НРЧ по конструкции, площадь поверхности нагрева -157 м².

Система крепления труб СРЧ-1 аналогична НРЧ.

Пар из СРЧ-1 с температурой 406 ⁰С поступает в выходные коллекторы СРЧ-1 Ø245х24 мм ст.12Х1МФ, расположенные на фронтовой и задней стенках топки котла на отм. 20,63м. Оттуда пар с температурой 406^оС поступает во входные коллекторы СРЧ-2 Ø245х24 мм ст.12Х1МФ, расположенные на боковых стенках топки на отм.19,63 м.

Конструктивно СРЧ-2 выполнена аналогично СРЧ-1. Подъём труб происходит по боковым стенкам топки с горизонтального расположения на фронтовой и задних стенках. Трубы Ø45х5 мм ст.12Х1МФ.

Поверхность нагрева S_СРЧ-2= 214 м².

Из СРЧ-2 пар с температурой 432^оС поступает в выходные коллекторы СРЧ-2 Ø245х24 мм ст.12Х1МФ, расположенные на боковых стенках топки на отм. 25,87 м. Оттуда пар поступает во входной коллектор верхней радиационной части котла ВРЧ-1 Ø245х24 мм ст.12Х1МФ, расположенный на фронтовой стенке топки на отм. 25,49м. Из входного коллектора ВРЧ-1 пар по 232 трубам Ø32х5 мм ст.12Х1МФ поднимается по фронтовой стенке топки котла экранирует половину потолка и выходит в выходной коллектор ВРЧ-1 Ø325х43 мм ст.12Х1МФ, расположенный на потолке котла на отм. 32,32 м. S _ВРЧ-1= 156 м²

Трубы потолочного экрана по 13 штук подвешены к каркасу потолочного перекрытия на подвижных подвесках. Кроме того, по длине трубы имеется семь фиксирующих подвесок. Все подвески допускают перемещение потолочных труб к фронту котла.

Из выходного коллектора ВРЧ-1 Ø325х43 ст. 12Х1МФ пар с температурой 491⁰С поступает в паропровод, идущий к входному коллектору конвективного пароперегревателя КПП-1.

Перед КПП-1 врезан впрыск № 2.

На этом паропроводе установлена встроенная задвижка - ВЗ. Перед ВЗ через тройник пар подводится по паропроводу Ø133х17 мм ст.12Х1МФ через регулирующие клапаны Д-3 на растопочный узел.

Растопочный узел состоит из центробежного двухступенчатого сепаратора и сбросных трубопроводов.

При работе растопочного узла пар из растопочного сепаратора по паропроводу Ø245х24 мм ст.12Х1МФ поступает через шиберный клапан Д-4 в паропровод Ø325х30 мм ст. 12Х1МФ за задвижкой ВЗ, а отсепарированная влага через клапан Д-1 по сбросному трубопроводу поступает через задвижку СЗ-1 в коллектор 20 ата Ø426х10 мм ст.20.

Выполненный узел растопочного устройства позволяет осуществить пуск блока из любого теплового состояния, и предназначен для отделения влаги от пара и предотвращения заноса солями перегревательного тракта.

Пройдя встроенную задвижку, пар поступает во входной коллектор КПП-1 Ø325х30 ст.12Х1МФ, на блоках № 7,10 Ø325х38 мм ст.12Х1МФ, находящийся на боковой стенке конвективной шахты котла на отм.26,92 м.

Поверхность нагрева КПП-1 S_КПП-1 = 420 м². Из входного коллектора КПП-1 пар по 252 трубам Ø32х5 мм ст. 12Х18Н12Т на блоке ст. № 7, Ø32х6 мм ст.12Х18Н12Т блока ст. № 10, Ø32х6,5 мм ст.12Х2МФСР блоков ст. № 8,9,11,12 с температурой 545^оС поступает в выходной коллектор КПП-1 Ø426х60 мм ст.12Х1МФ (блок ст. № 10 ст.15Х1М1Ф), находящийся под входным коллектором КПП-1 на отм.25,10 м. Трубы поверхности нагрева КПП-1 опираются на чугунные стойки, установленные в направляющих на охлаждаемых воздухом балках.

Из выходного коллектора КПП-1 пар по паропроводу поступает на головку котла в раздаточную камеру греющего пара паропарового теплообменника Ø325х50 мм ст.12Х1МФ.

Отсюда по 24 трубам Ø76х11 ст.12Х1МФ пар проходит в секции паропарового теплообменника (ППТО) и с температурой 426⁰С поступает в собирающую камеру греющего пара Ø273х26 мм ст.12Х1МФ, расположенную на головке котла на отм. 32,12 м.

Из собирающей камеры пар по двум трубам Ø273х26 мм ст.12Х1МФ поступает во входные коллекторы ВРЧ-2 Ø273х26 мм ст.12Х1МФ, расположенные на боковых стенках топочной камеры на отм. 25,87 м.

Поверхность нагрева ВРЧ-2 составляет S_ВРЧ-2=255 м².

Пар из входных коллекторов ВРЧ-2 по 137х2 трубам Ø32х5мм ст.12Х1МФ, экранирующим боковые и часть задней стенки поворотной камеры и потолок котла, поступает в выходной коллектор ВРЧ-2 Ø426х60 мм ст.12Х1МФ, расположенный на потолке котла. Пар из ВРЧ-2 с температурой 515^оС поступает в паропровод Ø325х30 мм ст.12Х1МФ к входному коллектору конвективного пароперегревателя 2-ступени (КПП-2) Ø325х30 мм ст.12Х1МФ, расположенному на боковой стенке конвективной шахты котла на отм.25,58 м. Из входного коллектора КПП-2 по 164 трубам Ø32х6 мм ст.12Х1МФ блок ст. № 10, Ø32х6,5 мм блоки ст. №№ 7,8,9,11,12 ст.12Х2МФСР с температурой 545⁰С поступает в выходной коллектор КПП-2 Ø426х60 мм ст.15Х1МФ, расположенный под входным коллектором КПП-2.

Поверхность нагрева КПП-2: S_КПП-2 = 660 м². Перед КПП-2 врезан впрыск №3.

Крепление змеевиков и охлаждение балок выполнено аналогично переходной зоне, крепление змеевиков КПП-2 выполнено из ст. Х23НБ.

Из выходного коллектора КПП-2 выполнены отводы паропроводов Ø219х29 ст.12Х1МФ к двум предохранительным клапанам. От другого конца выходного коллектора КПП-2 по главному паропроводу Ø325х38 мм ст.12Х1МФ пар направляется через задвижки ГПЗ-1,2 к стопорным клапанам цилиндра высокого давления турбины.

Перед задвижкой ГПЗ-1 на главном паропроводе имеются отводы:

а) к РОУ-140/25, через которую редуцированный пар может подаваться в паропровод холодного промперегрева идущий от ЦВД турбины к ППТО;

б) к БРОУ 140/6 через которую редуцированный пар может сбрасываться в верхнюю часть конденсатора турбины.

Отработанный пар из ЦВД турбины поступает через задвижки ППХ и тройник по двум паропроводам Ø377х10 мм с температурой 350⁰С во входную камеру вторичного пара ППТО Ø377х16 мм ст.20, расположенную на головке котла.

Паропаровой теплообменник состоит из 24 секций. Секция представляет из себя U-образную трубу Ø168х10 мм, внутри которой расположено 7 труб Ø32х4 мм, дистанционированные между собой решетками. Внутренние трубы вводятся в трубные доски через манжеты с зазором, что устраняет термические напряжения в трубной доске. Первичный греющий пар проходит внутри труб Ø32х4 мм ст. 12Х1МФ, а вторичный пар между ними.

Из выходной камеры ППТО Ø377х16 мм ст.12ХМФ пар с температурой 476⁰С по двум паропроводам Ø377х16 мм ст.12Х1МФ поступает во входные коллекторы вторичного конвективного пароперегревателя Ø377х17 ст.12Х1МФ, расположенные на боковых стенках конвективной шахты котла на отм. 21,84 м.

Из входных коллекторов пар по 356 трубам Ø32х4 мм ст.12Х2МФСР бл. ст. № 9, Ø32х4 мм ст.12Х18Н12Т блоки ст. №№ 7,8,10,11,12 с температурой 545⁰С поступает в выходные коллекторы промежуточного пароперегревателя Ø426х17 мм ст.12Х1МФ, расположенные на боковой стенке конвективной шахты котла на отм. 23,30 м. над входными коллекторами.S_ВКПП = 1230 м².

Перед промежуточным пароперегревателем врезан впрыск № 4-аварийный. Из выходных коллекторов промежуточного пароперегревателя пар по 2 паропроводам Ø426х17 мм ст.12Х1МФ через задвижки ППГ-1,2 поступает к защитным клапанам цилиндра среднего давления турбины.

С другой стороны выходных коллекторов промежуточного пароперегревателя выполнены 2 отвода Ø159х9 мм ст.12Х1МФ на предохранительные клапаны.

Перед задвижками ППГ-1,2 имеются отводы Ø273х11 мм ст.12Х1МФ, связывающие "горячие нитки промперегрева" с конденсаторами турбины через задвижки СЗ-8-1,2.

Змеевики каждого потока конвективных поверхностей нагрева котла расположены параллельно фронту котла во всю ширину газохода.

Водяной объем испарительной части котла составляет 180 м³. С целью снижения овальности гибов труб ВЭ и ПЗ при изготовлении применены так называемые «калачи» (кроме ВЭ блоков ст. №№ 9, 12), являющиеся недренируемой зоной, опасной в отношении стояночной коррозии. Змеевики КПП-1, КПП-2, ВКПП имеют 2 хода, змеевики ПЗ-8 ходов, змеевики ВЭ-18 ходов (блоки ст. №№ 9,12- четыре хода).