¿Diseño de volumen de agua de pulverización accidental para un sistema de desulfuración de centrales eléctricas de carbón?
En los últimos años, las principales empresas nacionales de energía térmica han cancelado los desvíos de gases de combustión. Después de cancelar el bypass, el sistema de desulfuración de gases de combustión y la torre de absorción se convierten en una parte importante del sistema de gases de combustión de aire de la caldera, funcionando junto con la caldera de principio a fin, mejorando la seguridad del dispositivo de desulfuración al mismo nivel que el principal. motor. Cuando la temperatura de los gases de combustión en la entrada del ventilador de refuerzo aumenta bruscamente a 160 ~ 180 °C debido a una parada completa de la bomba de circulación de lodos, una combustión secundaria del conducto de escape de la caldera o una falla del precalentador de aire, se genera una gran cantidad de gases de alta temperatura. Los gases de combustión seguirán entrando incluso si la caldera se apaga en caso de emergencia. Por lo tanto, para evitar que los gases de combustión a alta temperatura dañen los accesorios de la torre de absorción, se instala una medida de refrigeración de emergencia en la entrada de la torre de absorción: un sistema de pulverización de emergencia.
1 Requisitos de diseño para cabezales de rociadores contra accidentes
La temperatura de los gases de combustión de entrada del sistema de desulfuración de una unidad de 1000 MW es de aproximadamente 130 °C, y la temperatura de los gases de combustión de falla de la caldera es de aproximadamente 180 °C. °C. El dispositivo rociador contra accidentes del sistema de desulfuración tiene las siguientes dos condiciones de trabajo de diseño para fallas de gases de combustión:
Condición de trabajo 1: la caldera está funcionando normalmente, el sistema de desulfuración se apaga inesperadamente o el equipo de la bomba de circulación de lodo falla, lo que provoca la circulación de lodo. Todas las bombas están fuera de servicio.
Condición de trabajo 2: la temperatura de los gases de combustión de la caldera aumenta anormalmente y la temperatura de los gases de combustión alcanza los 180 °C.
En el primer caso, es necesario enfriar la temperatura de los gases de combustión de 130°C a 70°C. En el segundo caso, es necesario bajar la temperatura de los gases de combustión de 180°C a 130°C.
El diseño del agua de aspersión de emergencia debe cumplir con las condiciones de alta confiabilidad, respuesta rápida, suficiente almacenamiento de agua, suficiente volumen de agua de aspersión de emergencia y buen efecto de atomización de la boquilla. Para cumplir con los requisitos anteriores, se puede utilizar agua contra incendios o se puede instalar un tanque de agua de pulverización de emergencia en el conducto de entrada. La capacidad de almacenamiento de agua debe ser suficiente para la pulverización continua durante un período de tiempo determinado. El rociador de agua se abre mediante una válvula neumática de apertura rápida y se purga periódicamente con aire comprimido para evitar obstrucciones. La válvula neumática de apertura rápida se abrirá inmediatamente cuando se corte la energía o el gas.
Los factores que influyen en la atomización de las boquillas de accidente incluyen la presión, el caudal, la disposición de las boquillas y la selección de las boquillas. Las boquillas de pulverización de accidentes deben estar dispuestas uniformemente en el conducto de entrada con un número suficiente de boquillas para que el agua de pulverización de accidentes se distribuya uniformemente en el conducto de humos. Al mismo tiempo, la bomba debe ponerse en marcha a tiempo para proporcionar suficiente presión y flujo.
El efecto de vaporización del agua de los rociadores de accidentes depende del sistema de refrigeración por aspersión del dispositivo de rociadores de accidentes. El dispositivo se divide en un sistema de enfriamiento por inyección de fluido único y un sistema de enfriamiento por inyección de fluido dual. El sistema de enfriamiento por aspersión de un solo fluido utiliza directamente la boquilla para atomizar agua bajo presión para lograr el enfriamiento por aspersión; el sistema de enfriamiento por aspersión de doble fluido requiere que se proporcione aire comprimido y agua a una cierta presión a la boquilla al mismo tiempo. Dentro de la boquilla, el aire comprimido y el agua chocan varias veces para producir partículas muy pequeñas. Las partículas atomizadas se mezclan con los gases de combustión a alta temperatura y se evaporan y enfrían rápidamente.
La eficiencia de pulverización es alta y el agua se puede evaporar rápidamente en poco tiempo. La eficiencia de pulverización es del 100% sin ningún dispositivo de drenaje. Sin embargo, el consumo de aire comprimido es grande y, con un caudal de gas de combustión de aproximadamente 15 m/s, las partículas atomizadas se ven muy afectadas por el flujo de aire, lo que requiere una gran cantidad de pistolas rociadoras para cubrir toda la sección de humos [1]. Con base en las deficiencias de las boquillas de doble fluido, este artículo calcula el sistema de enfriamiento por inyección de un solo fluido utilizado en la mayoría de las centrales eléctricas como una boquilla atomizadora de un solo fluido, que no puede evaporarse por completo, y la cantidad de evaporación real se considera λ.
Cálculo del volumen de inyección de agua en 3 condiciones de trabajo 1
La caldera está funcionando normalmente, pero un corte inesperado de energía en el sistema de desulfuración o una falla en el propio equipo de la bomba de circulación de lodos provoca que se apague toda la bomba de circulación de lodo. La temperatura de los gases de combustión debe enfriarse de 130 °C a 70 °C. En la situación de diseño de rociado de agua por accidente de las condiciones de trabajo 1 y 2, el MFT de la caldera y el ventilador de tiro inducido no se activarán. Esto requiere que el volumen de agua del diseño del rociador pueda cumplir con los requisitos de enfriamiento del rociador bajo cualquier carga. Ahora se seleccionan los parámetros en condiciones de trabajo extremas para calcular el volumen de pulverización de agua en caso de accidente:
Los parámetros de una unidad de 1000 MW son los siguientes: Volumen de gas de combustión de 1000 MW D gas de combustión 1400 kg/s, entrada de humos de la torre de absorción normal temperatura del gas t1130°C, la temperatura de diseño de los gases de combustión a la salida de la torre de absorción no excede t270°C, la temperatura del agua de rociado accidental cuando T agua es de 20°C y el coeficiente de atomización λ.
Se puede ver en los dos métodos de cálculo anteriores que el error de cálculo es que la capacidad calorífica específica del gas de combustión tiene un valor predeterminado en el método de capacidad calorífica específica. Cuanto menor sea la temperatura real, mayor será la temperatura. menor es la capacidad calorífica específica del gas de combustión. Por lo tanto, de acuerdo con la capacidad calorífica específica del gas de combustión a 130 ℃, el agua de pulverización accidental calculada es demasiado grande.
El segundo método tiene en cuenta el cambio en la capacidad calorífica específica del gas de combustión y considera completamente la pérdida de calor durante el proceso de intercambio de calor del gas de combustión, por lo que el cálculo es más preciso.
4 Cálculo del volumen de inyección de agua en condiciones de trabajo 2
La temperatura de los gases de combustión de entrada del sistema de desulfuración de la unidad de 1000 MW es de aproximadamente 130 °C, y la temperatura de los gases de combustión de la La falla de la caldera es de aproximadamente 180°C. En este momento, se requiere agua de rociado de emergencia para reducir la temperatura de los gases de combustión en la entrada del sistema de desulfuración a 1000 MW. Durante este proceso, se requiere que los gases de combustión en la entrada de la torre de absorción bajen de 180°C a 130°C. En el caso de la atomización por aspersión, el vapor de agua atomizado se puede vaporizar completamente cuando la temperatura de los gases de combustión es de 130 °C, que es mejor que la condición de intercambio de calor de la primera condición de trabajo, y el coeficiente de atomización λ es 1.
Según los dos métodos anteriores, se puede obtener = 102,07 t/h (método de entalpía específica húmeda) y 106,27 t/h (método de capacidad calorífica específica).
5 Agua; Pulverización en dos condiciones de trabajo Cálculo de la cantidad
Cuando se producen dos condiciones de trabajo al mismo tiempo, la cantidad requerida de agua de pulverización es la suma de las cantidades de agua de pulverización de la condición de trabajo 1 y la condición de trabajo 2.
6 Resumen
Este artículo utiliza dos métodos para calcular el volumen mínimo de pulverización de agua en accidentes en diversas condiciones de trabajo. Durante el proceso de cálculo se tuvieron en cuenta factores influyentes como el efecto de transferencia de calor y la variación de la capacidad calorífica específica de los gases de combustión con la temperatura. Los resultados del cálculo de los dos son cercanos y el error es pequeño, lo que puede proporcionar una referencia para la producción real. En aplicaciones prácticas, la posibilidad de que las dos condiciones de trabajo ocurran al mismo tiempo es muy baja, por lo que el volumen de agua de rociado accidental se puede diseñar de acuerdo con la primera condición de trabajo. Al mismo tiempo, para evitar que las boquillas individuales se obstruyan, se desgasten y tengan efectos de atomización deficientes, se recomienda reservar el 30 % del margen de diseño para la pulverización de agua de emergencia y configurar aire comprimido para purgar periódicamente las boquillas. Preste atención al mantenimiento e inspección de las boquillas de aspersión para accidentes, al buen respaldo de los sistemas de aspersión para accidentes y al arranque regular.
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