Описание структуры
ТЭЦ Энергокомплекса – филиала ЕВРАЗ ЗСМК.
ТЭЦ ООО «ЕвразЭК» введена в эксплуатацию в 1932 году как собственный источник предприятия (Кузнецкого металлургического комбината) для выработки электроэнергии, дутья для доменных печей и тепловой энергии в виде промышленного пара и теплофикационной воды. При этом теплоэнергией ТЭЦ обеспечивает также и часть Центрального и Куйбышевского районов г. Новокузнецка.
Теплоэлектроцентраль в своем составе имеет шесть основных участков:
- котельный цех;
- турбинный цех;
- химический цех № 1;
- химический цех № 2 и ВК;
- электроцех;
- цех тепловой автоматики и измерений.
Котельный цех
В котельный цех входят: топливоподача, котельная ТЭЦ с системами
пылеприготовления и пиковая водогрейная котельная. Продукцией котельной ТЭЦ является острый пар давлением до 40 ати, идущий на турбогенераторы - для производства электроэнергии, на РОУ - для получения промышленного пара для нужд завода и пара 3-6 ати – для нужд бойлерной, на станцию второго водоподъема. Продукцией пиковой водогрейной котельной (ПВК) является тепло, идущее с сетевой водой для теплоцификации города. В котельном цехе используется топливо, питательная вода. Топливом служит коксовый газ, каменный уголь и мазут для ПВК, кроме того, с 4-го квартала 1978 года ТЭЦ получает природный газ.
Топливоподача
ТЭЦ имеет две топливоподачи, расположенные с южной и северной стороны здания ТЭЦ, которые служат для транспортировки угля с разгрузочных эстокад до бункеров систем пылеприготовления. Каждая топливоподача состоит из двух самостоятельных систем – рабочей и резервной. Уголь на ТЭЦ поступает, как правило, непосредственно с шахт в саморазгружающихся вагонах. Склада твердого топлива ТЭЦ не имеет. Вагоны с углем поступают на разгрузочные эстокады топливоподачи, где разгружаются в 32 разгрузочных бункера (по 16 бункеров на каждой эстокаде). Из разгрузочных бункеров уголь через разгрузочные тележки последовательно подается на пластинчатые транспортеры, порционеры, вертикальные ковшевые конвейеры, грохота и дробилки, где производится дробление угля до размеров 25/25 мм. Пройдя грохота и дробилки, уголь поступает на ленточные (резиновые) транспортеры при помощи плужкевых сбрасывателей распределяется по расходным бункерам систем пылеприготовления. Расходных бункеров 16, по 2 на каждый котел.
Системы пылеприготовления
Системы пылеприготовления (по 2 на каждый котел) служат для
размола угля и транспорта угольной пыли и горелкам котлов. Имеют питатели сырого угля, шаровые барабанные мельницы, производительностью15-20 тонн угольной пыли в час, мельничные вентиляторы (эксгаустеры), сепараторы, циклоны, промежуточные пылевые бункеры и шнеки. Уголь из разгрузочных бункеров питателем угля подается в мельницу, где размалывается падающими шарами в угольную пыль.
Для подсушки топлива и улучшения процесса размола, в мельницу подается горячий воздух из воздухоподогревателей котлов. Получаемая в мельнице, за счет разряжения воздуха угольная пыль, создается эксгаустером, проходит сепаратор (отделение мелкой пыли от крупной) и поступает с помощью шнеков в пылевой бункер любого из восьми котлов.
В котельном цехе установлено 8 паровых котлов тридцатых годов выпуска.
Таблица 1. Типы котлов.
| Ст.№ | Тип | Год установ-ки | Изготови-тель | Располагаемая мощность | t,oC | P, |
| Меллер | Германия | |||||
| Меллер | Германия | |||||
| Меллер | Германия | |||||
| Меллер | Германия | |||||
| Стерлинг | ЛМЗ | |||||
| Стерлинг | ЛМЗ | |||||
| КО-III-200 | ЛМЗ | |||||
| ТО-III-220 | ЛМЗ |
На котлах заменены хвостовые поверхности нагрева (воздухоподогреватели и экономайзеры), пароперегреватели, частично заменены экранные системы, экранированы холодные воронки котлов 1-4, проведена реконструкция горелочных устройств. Состояние котлов можно оценивать как удовлетворительное.
Котлы ТЭЦ оборудованы для сжигания природного газа, а также избытков коксового газа, доля которго в топливном балансе невелика. В настоящее время основным топливом для котлов является природный газ, резервным топливом – уголь.
Марка топлива – каменный уголь Араличевского месторождения, марки Т (тощий). Влажность 4-10% (на рабочую массу), выход летучих 11% (на горячую массу). Для снижения потерь тепла от механического недожога тонкость размола угля должна характеризоваться остатком на сите не выше 7%. При остатке ниже 5% перерасходуется электроэнергия на размол топлива.
Техническая характеристика мельниц:
- система пылеприготовления – индивидуальная с промежуточным бункером и реверсивным шнеком;
- нормальная производительность одной мельницы – гарантийная – 15 т/ч, - по данным испытаний при работе одной мельницы на котле – 17 т/ч, при работе двух мельниц на котле – 15,5 т/ч;
- общий вес шаров, загруженных в мельницы, тн. – 25;
- диаметр шаров, мм. – 30-40;
- число оборотов мельниц, об/мин – 20,6;
-мощность мотора мельницы, кВт – 370;
-напряжение, вольт – 3150;
-сила тока, потребляемая мотором при нормальной загрузке мельницы, ампер - 63-65.
Управление системой пылеприготовления осуществляется с помощью регулирования параметров:
- загрузки мельницы (по регистрирующему прибору) – 0 – 20;
- разрежения перед мельницей (оно должно быть более 20-30мм.в.ст.);
- давление в рессивере (180 мм.вод.ст.);
- разрежение за мельницей (400 - 450 мм.вод.ст.);
- температура за мельницей(140 С).
Увеличение или уменьшение подачи угля в мельницу скажется на загрузке мельнице не сразу, а через некоторое время. По этому тщательное наблюдение по прибору за режимом мельницы ведется постоянно. Мельницы должны работать с полной нагрузкой, не зависимо от нагрузки котла. Если промежуточные пылевые бункеры заполнены пылью полностью, необходимо работу мельниц переключить на шнек для других бункеров или остановить мельницу. Для увеличения производительности мельниц сохраняя необходимую тонину помола, необходимо правильно и равномерно вести загрузку мельниц, не допуская перегрузки и недогрузки. При недогрузке мельниц увеличивается износ шаров и брони, а также снижается производительность и увеличивается удельный расход электроэнергии.
Перегрузка мельниц также снижает производительность, повышает удельный расход электроэнергии, ведет к завалу мельниц и пылению.
Изменение положения лопаток сепаратора изменяет производительность мельницы, вследствии изменения количества возврата сепаратора и изменение сопротивления сепаратора. Разрежение перед мельницей должно поддерживаться минимальным с таким расчетом, чтобы не было пыления. В случае необходимости немного уменьшают подачу воздуха в мельницу.
Регулирование температуры воздуха перед мельницей производится шибером на воздухопроводе горячего воздуха, шибером для присадки холодного воздуха и шибером рециркуляционного воздуха. Повышение температуры горячего воздуха, вентилирующего мельницу, способствует лучшей подсушке топлива и повышению производительности мельницы.
С течением времени у мельниц происходит износ мелющих частей, изнашиваются броня и шары. По мере износа шаров необходимо догружать в мельницу новые шары диаметром 40 мм, производя догрузку из расчета 70 кг на каждые 24 часа работы мельницы. Шаровую загрузку мельницы также необходимо проверять величиной загрузки мотора мельницы. При нормальной шаровой загрузки мельницы мотор должен загружаться 100-105 ампер.
Система работает следующим образом:
Уголь из бункера угля поступает по течке к питателю угля, а далее в шаровую мельницу. Где он размалывается падающими шарами до пылевидного состояния. Размалываемый уголь подсушивается подведенным в мельницу горячим воздухом. Образовавшаяся аэропыль проходит сепаратор и циклон. В сепараторе происходит отделение крупных частиц топлива, возвращаемых в мельницу. В циклоне за счет центробежной силы угольная пыль отделяется (до 90 %) от воздуха. Отделившаяся пыль из циклона поступает в промежуточный бункер или на ресиверный шнек. Из промежуточного бункера угольная пыль через питатели пыли поступает в пылепроводы на горелки. Транспортировка пыли по системе пылеприготовления до горелок производится мельничным вентилятором (эксгаустером).
Техническая характеристика эксгаустера:
- производительность эксгаустера, м3/ч – 20-80;
- мощность мотора эксгаустера, кВт – 300/250;
- напор эксгаустера, мм. вод. ст. - 800-1050;
- число оборотов эксгаустера,об/мин – 1450.
При работе котла на пыли, как при нормальной нагрузке (160 т в час), так и при максимально длительной нагрузке (200 т в час) в работе находятся все 6 пылевых горелок. Шиберы на пылепроводах к горелкам открыты настолько, чтобы при помощи их можно было производить подрегулеровку распределения первичного воздуха по горелкам. Поддерживается нормальная скорость (30 м в сек.) в пылепроводах к горелкам во избежание отложения пыли в них. Для этого давление в коллекторе первичного воздуха должно поддерживаться в пределах 150-170 мм в. ст. Поддерживается давление пылевоздушной смеси перед горелками в пределах 40-75 мм в. ст. Снижение давления пылевоздушной смеси ниже нормальных величин указывает либо на отложении пыли, либо на недостаточное давление в коллекторе первичного воздуха.
После сгорания угольной пыли, в топках котлов часть несгораемого угля, за счет разряжения, создаваемого дымососом, уносится дымовыми газами в газоходы котлов и выбрасываются в атмосферу. Для очистки дымовых газов, выбрасываемых в атмосферу, перед дымососами котлов установлены золоуловители, (два вида):
- МП – ВТИ (мокрые, прутковые) – а котлах с 1 по 6;
- ЦС - ВТИ (центробежные скруббера) на котлах 7,8
Коэффициент очистки газов первых 86-90%, вторых 90-92%. Кроме золы, уносимой в газоходы, часть воды и несгоревшего топлива слипается в шлак и под действием сил тяжести выпадает в шлаковый бункер и шлаковый комод котла. Шлак из комода дробится гидродробильными устройствами и смывается в канаву, откуда водой уносится в приемный бункер гидрозолоудаления, который расположен под котлом № 4. Туда же поступает золовая пульпа из-под золоуловителей Шлаковая пульпа (зола, шлак с водой) с помощью багерных насосов откачивается в золоотстойник, расположенный в районе песочно-галечного карьера.
Энергетические котлы станции №№1-8 производят пар низкого давления Р=28 ати, в количестве до 1120 т/ч.
Турбинный цех.
Произведенный пар с помощью поперечных связей распределяется по двум основным потокам:
— в маш. зал на ТГ;
— на редукционно-охладительные установки.
Первоначально в турбинном цехе ТЭЦ были установлены восемь турбогенераторов с установленной электрической мощностью до 120 МВт. К настоящему времени выведены из эксплуатации в связи с полным физическим износом и аварийным разрушением турбогенератор №№2,4,6,8. На месте вышедшего из строя в 1993 году турбогенератора №6 смонтирован и введен в эксплуатацию в 2001 году новый турбогенератор мощностью 30 МВт, а в 2011 году турбогенератор №4. С их вводом начат процесс технического перевооружения станции. Теперь установленная мощность ТЭЦ составляет 100 МВт.
Турбогенераторы №№1, 3, 4, 5, 6, 7 предназначены для комбинированной выработки электро и теплоэнергии. При этом потребляется пар среднего давления для привода турбин, турбогенераторы снижают его параметры и в отборах турбин, или после себя, выделяют теплоэнергию, подразделяемую на три вида:
— промышленный пар Р=13 ата;
— теплофикационный пар Р=1,2 – 2,5 ата;
— конденсат – возвращается в производство ХОВ.
Таблица 2. Технические характеристики турбогенераторов.
| Ст.№ | Тип | Год установ-ки | Изготовитель | Распола-гаемая мощн. | Примечание |
| АР-6-11 | КТЗ | Несоответствие начальных параметров | |||
| Т-25-29 | Вумаг | Решение экспертной комиссии | |||
| ПТ-29/35-2,9/1,0 | КТЗ | ||||
| Т-25-29 | Вумаг | Работа по тепловому графику | |||
| ПР-30-2,9 | ЛМЗ | - | |||
| АР-12-29 | ЛМЗ | Мах. произв. отбор |
Турбогенератор №1 состоит из одноцилиндровой противодавленческой турбины типа АР-6-11 и генератора завода “Электросила” мощностью 6000 квт.
Проточная часть турбины состоит из одновенечного регулирующего
колеса и 5 ступеней давления.
Установлено 2 центробежных циркуляционных насоса типа 24НДН для подачи охлаждающей воды в конденсатор турбины и 2 центробежных конденсатных насоса для откачки конденсата из конденсатора.
Техническая характеристика турбоустановки №1 представлена в таблице 3.
Таблица 3. Техническая характеристика турбоустановки №1
| Наименование показателя | Значение показателя |
| Номинальная мощность турбины, кВт | |
| Число оборотов, об/мин | |
| Номинальное давление свежего пара, ати | |
| Рабочее давление свежего пара, ати | |
| Номинальная температура свежего пара, С | |
| Рабочая температура свежего пара, С | |
| Номинальное давление отработанного пара, ати | |
| Напряжение генератора, вольт | |
| Сила тока генератора, ампер | |
| Коэффициент уровня мощности генератора, cos y | 0,8 |
| Пределы регулирования противодавления, ати | 8-13,5 |
Турбогенераторы №3,5 фирмы ”Вумаг” двухцилиндровые активные с двумя отборами пара и генератора завода “Электросила” мощностью 24000 кВт.
Проточная часть турбины состоит из 12 ступеней давления.
На каждой турбине установлено 2 центробежных циркуляционных насоса типа 24НДН для подачи охлаждающей воды в конденсатор турбины и 2 центробежных конденсатных насоса для откачки конденсата из конденсатора.
Техническая характеристика турбоустановок №3,5 представлена в таблице 4.
Таблица 4. Техническая характеристика турбоустановок №3,5
| Наименование показателя | Значение показателя |
| Номинальная мощность турбины, кВт | |
| Экономичная мощность (при отборе 30 т/ч), кВт | |
| Максимальное количество отбора, т/ч | |
| Давление регулируемого отбора, ати | 2,5-3,25 |
| Давление нерегулируемого отбора, ати | 9-11 |
| Число оборотов, об/мин | |
| Рабочее давление свежего пара, ати | |
| Рабочая температура свежего пара, С | |
| Напряжение генератора, вольт | |
| Сила тока генератора, ампер | |
| Коэффициент уровня мощности генератора, cos y | 0,8 cos |
Турбогенератор №6 – турбина паровая типа ПР-30-2,9-2 с противодавлением и регулируемым отборами пара (производственным и
теплофикационным), предназначена для привода генератора переменного тока Т-32-2В3.
Турбина рассчитана для работы при следующих параметрах:
- номинальное абсолютное давление свежего пара перед стопорным клапаном - 29 кгс/см2;
- номинальная температура свежего пара перед стопорным клапаном – 400 С;
- максимальный расход свежего пара - 235 т/ч;
- номинальная мощность турбины 30 МВт.
Характеристики турбины при номинальных параметрах свежего пара и различных сочетаниях расходов пара в отборы приведены в таблице 5.
Таблица 5 - Техническая характеристика турбоустановки №6
| Наименование показателя | Значение показателя |
| Мощность на клеммах генератора, МВт | |
| Расход свежего пара, т/ч | |
| Абсолютное давление в камере производственного отбора, кгс/см2 | 12,7 |
| Температура в камере производственного отбора, С | |
| Расход пара в производственный отбор, т/ч | |
| Абсолютное давление в камере теплофикационного отбора, кгс/см2 | 1,4 |
| Температура пара в камере теплофикационного отбора, С | |
| Расход пара в теплофикационный отбор, т/ч | |
| КПД генератора, % | 98,20 |
| Удельный расход пара, кг/кВт.ч | 7,34 |
Допускается параллельная работа турбины по производственному отбору пара с другими турбинами, имеющими аналогичные отборы, а также РОУ, снабженными автоматическим регулированием.
Турбогенератор №7 – одноцилиндровый, типа АПР -12-3 с регулируемым отбором пара 13 ати. Турбина может работать параллельно с сетью, поддерживающей постоянным число оборотов турбогенератора.
Проточная часть турбины состоит из одновенечного регулирующего
колеса и 5 ступеней давления.
Техническая характеристика турбоустановки №7 представлена в таблице 6.
Таблица 6 - Техническая характеристика турбоустановки №7
| Наименование показателя | Значение показателя |
| Экономичная мощность (при отборе 80 т/час), кВт | |
| Максимальное количество отбора, т/ч | |
| Давление регулируемого отбора, ати | |
| Давление отработанного пара, ати | 1,3 |
| Максимальный отбор пара, т/ч | |
| Число оборотов, об/мин | |
| Рабочее давление свежего пара, ати | |
| Рабочая температура свежего пара,С | |
| Напряжение генератора, вольт | |
| Сила тока генератора, ампер | |
| Коэффициент уровня мощности генератора, cos y | 0,8 |
На редукционно-охладительных установках №№1-5, 8 производится редуцирование (снижение давления и температуры) пара среднего давления до Р=13 ата с целью покрытия дефицита в этом виде теплоэнергии. РОУ №№6,7 понижают давление до Р=3 ата, при аварийных отказах турбогенераторов с теплофикационными отборами.
При нормальной схеме работы ТЭЦ потребность в редуцировании пара среднего давления должна быть минимальной, либо полностью исключена.
Производимые в турбинном цехе виды энергоресурсов расходуются на следующие нужды:
— электроэнергия – нужды цехов завода и собственные нужды станции;
— промышленный пар Р=11 ата – нужды цехов завода;
— теплофикационный пар Р=3 ата – на производство подпиточной и теплофикационной воды.
Теплофикационная установка.
Производство теплофикационной воды осуществляется по двухступенчатой схеме (согласно теплового график 150/70 со срезкой на 125оС).
В бойлерной установке, размещенной в машинном зале ТЭЦ осуществляется нагрев части обратной воды с 70оС до 95-97оС, которая затем передается на водогрейную котельную.
Оборудование бойлерной имеет следующие характеристики:
Таблица 7. Техническая характеристика насосов
| №№ | Наименование | Сетевой насос 20-Д-6 № 1,3 | Сетевой насос 8-НДВ № 2,4 | Конденсат КСД-230 №1,2,3 |
| 1. | Производительность | 1440 м3/час | 720 м3/час | 243 м3/час |
| 2. | Напор | 90 м | 89 м | 60 м |
| 3. | Число ступеней | |||
| 4. | Число оборотов | 985 об/мин | 1400 об/мин | 730 об/мин |
| 5. | Мощность эл. двиг. | 650 кВт | 260 кВт | 75 кВт |
| 6. | Напряжение эл. двиг. | 6000 в | 6000 в | 380 в |
| 7. | Количество насосов | 3 шт. | 2 шт. | 3 шт. |
| 8. | Высота всасывания | 4,8 м | 1,4 м | 0,7 м |
Таблица 8. Техническая характеристика бойлеров.
| № | Наименование | Основной бойлер № 2, 3 | Основной бойлер № 1 |
| Тип | БО-550 | ПСВ-500 | |
| 1. | Число корпусов | 2 шт. | 1 шт. |
| 2. | Расход воды | 1800 м3/час | 1150 м3/час |
| 3. | Температура входящей воды | 70°С | 70°С |
| 4. | Температура выходящей воды | 116°С | 120°С |
| 5. | Давление греющего пара | 1,2—3,0 ата | 1,2—3,0 ата |
| 6. | Расход греющего пара | 96,4 т/час | 60 т/час |
| 7. | Температура греющего пара | 104-180°С | 104— 180°С |
| 8. | Поверхность нагрева | 550 м2 | 500 м2 |
| 9. | Число ходов воды | ||
| 10. | Длина трубок | 4500 мм | 4500 мм |
| 11. | Диаметр трубок | 17/19 | 17/19 |
| 12. | Число трубок | 2092 шт. | 1928 шт. |
| 13. | Материал трубок | латунь | латунь |