4.5.2Горизонтальный котел-утилизатор двух давлений для работы за газовой турбиной типа гтэ-160 «Силовые машины»

Котел – утилизатор предназначен для выработки пара двух давлений при работе в составе парогазовой установки (ПГУ) мощностью 200-250 МВт. Энергоблок состоит из одной газовой турбины типа ГТЭ-160 мощностью 160 МВт производства фирмы «Силовые Машины» (ГТУ), одного парового котла-утилизатора (КУ) и одной паровой турбины (ПТУ). Состав одного энергоблока ПГУ = 1ГТУ+1КУ+1ПТУ.

Барабанный котел-утилизатор выполнен горизонтальной компоновки с естественной циркуляцией без промежуточного перегрева пара и без сжигания дополнительного топлива, поставляется комплектно с дымовой трубой (предварительно H=60 м).

В таблице 4.18 представлены характеристики ГТУ, принятые для выполнения расчетов КУ.

Таблица 4.18 – Основные характеристики ГТУ

Нагрузка ГТУ	%	100
Температура наружного воздуха	°C	-7,8
Барометрическое давление воздуха	кПа	101
Температура газов на выходе из ГТУ	°C	533,5
Расход газов на выходе из ГТУ	кг/сек	524,1
Состав выхлопного газа на выходе из ГТУ	% от объема	O2: 13,51 N2: 75,66 H2O: 7,52 CO2: 3,31

Предлагаемый к поставке котел отвечает современным нормативно-техническим требованиям, предъявляемым к конструкции, монтажу и ремонтопригодности, эксплуатации, технико-экономическим и экологическим показателям, а также показателям маневренности и надежности.

Основные расчетные параметры котла-утилизатора представлены в таблице 4.19.

Таблица 4.19 - Основные расчетные параметры котла-утилизатора

N п/п	Наименование показателей	Единицы измерения	Значение
			Температура окружающего воздуха – 7,8 °C
1.	Параметры пара ВД на выходе из котла:
	расход	т/ч	229,0
	давление на выходе (абсолютное)	кгс/см^2	80,1
	температура	°С	507,0±10
2.	Параметры пара НД на выходе из котла:
	расход	т/ч	51,8
	давление на выходе (абсолютное)	кгс/см^2	6,0
	температура	°С	227,0±10
3.	Температура конденсата перед ГПК КУ	°С	60,0
4.	Рабочая нагрузка КУ	%	100
5.	Аэродинамическое сопротивление котла (от входного фланца компенсатора входного газохода КУ до среза дымовой трубы)	Па	3000
6.	Требуемый эквивалентный уровень звукового давления на расстоянии 1 м по горизонтали от среза дымовой трубы	дБа	85

Примечания:

1. Параметры и расходы пара и воды указаны в границах поставки КУ.

2. Параметры и расходы пара и воды, аэродинамические сопротивления уточняются после итерационных расчетов.

Комплектность и границы проектирования и поставки будут представлены на последующих стадиях проектирования.

Дымовая труба высотой 60 м (предварительно) поставляется комплектно с котлом и устанавливается непосредственно за котлом-утилизатором. Дымовая труба соответствует требованиям ПБ 03-445-02 «Правила безопасности при эксплуатации дымовых и вентиляционных промышленных труб». Диаметр дымовой трубы выбран оптимальным, в том числе из условия минимального аэродинамического сопротивления. Дымовая труба котла-утилизатора выполнена из углеродистой стали. Наружная часть трубы имеет изоляцию или ограждение для защиты персонала. Для сохранения тепла в котле-утилизаторе в состав дымовой трубы включен отсечной клапан с электроприводом. Дымовая труба оборудована площадками для обслуживания отсечного клапана и верхней части трубы. От верхней площадки котла идет лестница до самой высокой площадки на трубе. Для достижения допустимого уровня шума на срезе дымовой трубы, в ней предусматривается установка газового шумоглушителя. В объем поставки входит дождевая заслонка с электроприводом, устанавливаемая в дымовой трубе. Она исключает быстрое расхолаживание КУ при его остановке и выполняет роль дождевой заслонки, препятствующей попаданию осадков в дымовую трубу.

С котлом поставляется вспомогательное оборудование, обеспечивающее нормальную работу, как в эксплуатационном, так и в растопочном режиме.

Для сбора воды с линий непрерывных, периодических продувок, линий аварийного слива предусмотрены расширители непрерывных и периодических продувок.

Деаэраторная установка представляет собой узел, входящий в общую конструкцию барабана низкого давления.

Конструкция котельной установки предусматривает проведение эксплуатационных химических отмывок, выполнение консервации внутренних поверхностей пароводяного тракта на период простоя, предусматривает возможность полного дренирования всех поверхностей нагрева, а конструкция и трассировка трубопроводов исключает возможность скопления конденсата во всех режимах эксплуатации. Конструкция котла, газоходов, трубопроводов и тепловой изоляции предусматривает тепловое расширение элементов котла без возникновения дефектов деформации металла.

Основные габаритные размеры котла-утилизатора (план и разрез) представлены на рисунке 4.4. Приведенные размеры являются предварительными и подлежат уточнению на последующих стадиях проектирования.

Рисунок 4.4 – План и разрез котла-утилизатора

Поверхности нагрева

Компоновка поверхностей нагрева в газоходе котла выполнена вертикально. Поверхности полностью дренируемые. Все поверхности нагрева состоят из оребренных труб со спиральной навивкой просечённой ленты для достижения наиболее эффективного тепловосприятия при минимальных габаритах. Для исключения эрозионно-коррозионного износа испаритель котла-утилизатора изготавливается из легированной стали (сталь 12Х1МФ), образующей прочную магнетитовую пленку на внутренней поверхности труб, устойчивость которой к локальному эрозионно-коррозионному износу многократно выше, чем у углеродистой стали. Трубы расположены в шахматном порядке для наиболее эффективного омывания с ограничением увеличения аэродинамического сопротивления. Поверхности нагрева КУ скомпонованы в виде последовательно расположенных по ходу газов модулей, каждый из которых состоит по ширине из нескольких транспортабельных блоков. Блоки, в свою очередь, состоят из отдельных секций теплообменных труб. Теплообменные поверхности КУ подвешены к потолочному перекрытию каркаса КУ через систему подвесок.

На котле устанавливается два барабана – высокого и низкого давления. В конструкцию барабана низкого давления входит интегрированный деаэратор. Внутрибарабанные устройства разделяют пароводяную смесь. Вода продолжает циркулировать, а пар поступает во вторичные сепарационные устройства и далее из барабана направляется в пароперегревательные поверхности.

Схема принципиальная пароводяного тракта двухконтурного котла-утилизатора представлена на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 - Схема принципиальная пароводяного

тракта двухконтурного котла-утилизатора

Котел оснащается системой трубопроводов в пределах котла с запорной, регулирующей и защитной арматурой, обеспечивающей его эффективную и надежную работу.

Каркас котла-утилизатора состоит из вертикальных колонн и потолочного перекрытия. Потолочное перекрытие состоит из продольных и поперечных хребтовых балок, которые поддерживаются дополнительными межхребтовыми балками.

С котлом поставляется вспомогательное оборудование, обеспечивающее нормальную работу, как в эксплуатационном, так и в пусковом режиме.

Для сбора воды с линий непрерывных, периодических продувок, линий аварийного слива предусмотрены расширители непрерывных и периодических продувок.

Для поддержания требуемой концентрации солей в барабане котла-утилизатора (с продувками непрерывной и периодической) выводится некоторая часть воды и вместе с ней удаляются соли в таком количестве, в котором они поступают вместе с питательной водой. В результате продувок количество солей, содержащихся в котловой воде, стабилизируется на допустимом уровне, исключающем их выпадение из раствора.