Cresterea Eficientei -SRA--1_rev.1_19.06.2016 Revizuit - Copy

8/16/2019 Cresterea Eficientei -SRA--1_rev.1_19.06.2016 Revizuit - Copy

1/17

Cresterea eficientei grupurilor energetice de 330 MW din cadrul CE Oltenia prin

implementarea sistemului automat de reglare si optimizare a arderii

1. Introducere

Grupurile energetice de 330 MW din cadrul CE Oltenia sunt proiectate pentru un randament global de

37 % - 38%. La baa proiectului sta ciclul termic !an"ine# $&'(0 bar si ()0'()0 0C. *ncepand cu anul

$0# in urma rete+nologiarilor si reparatiilor succesi,e eectuate asupra acestora# s-a prelungit durata de

unctionare# a ost crescuta iabilitatea# iar acti,itatea de eploatare si mentenanta a ost usurata

considerabil. /in punct de ,edere energetic# s-a reusit un castig de cca. &-3% la ni,elul randamentului

caanului prin modiicarea sistemului de ardere si preparare pra de carbune.

oate moderniarile s-au realiat la conditiile de unctionare proiectate# pentru un eces de aer in ocar

de $#&1-$#3& si la ni,elul parametrilor de proiect.

2e,oia de moderniare# dincolo de caracteristicile de proiect# reida din conditiile tot mai dure impuse

de concurenta de pe piata de energie si de restrictiile impuse pentru protearea mediului. 4stel# este

necesar ca blocurile sa poluee mai putin 5 ,aloarea emisiilor de 2O sub &00mg' 2m

3

si 60& sub &00mg'2m3 si sa obtina o eicienta energetica globala mai mare de 37%.

2. Sistemul automat de reglare al arderii.

Cresterea eicientei energetice se poate realia prin implementarea sistemelor automate urmarindu-se

optimiarea randamentului intregului ciclu dar si optimiarea reducerii emisiilor astel nct s9 nu se aung9

la reducerea unei emisii cu cresterea simultan9 a alteia.

:actorii ce inluenteaa ni,elul emisiilor sunt; compoitia combustibilului# ecesul de aer# temperatura

de ardere si calitatea procesului de ardere.


2/17

O solutie pentru cresterea eicientei arderii in caan =si implicit# cresterea randamentului> o constituie

implementarea unui sistem de reglare si optimiare baat pe utiliarea unui sot@are care sa utiliee

inormatii culese si transmise prin te+nologia de masurare cu laser# te+nologie undamentata pe tomograia

asistata de calculator. 6istemul trebuie sa se integree ara riscuri in sistemul de comanda si control al

grupului energetic si sa nu necesite modiicari ale instalatiilor mecanice eistente. 4cesta trebuie sa

actionee clapetele din circuitul de aer al caanului# optimiand distributia si ecesul de aer in ocar.

3. Obiectiele urmarite prin implementarea sistemului automat de reglare si optimizare a

arderii

4cti,itatea de regla a arderii este rentabila si utila daca eectele acestui regla se traduce prin

reducerea urmatorilor parametri;

! reducerea cu (-7 puncte procentuale a continutului de nearse in gura# de la o medie de &0 - &(% a procentului de nearse in gura e,acuata din caan# pana la un ni,el de $) - $%A atunci cand procentul de nearse este mai mare =se poate aunge la 3(-)0%># cuantumul reducerii creste la $0-$( procente =pana la &0 -30%>A

! reducerea continutului de nearse in cenusa e,acuata din caan odata cu gaele de ardere# pana la unni,el de 0#-$#$%A media de unctionare este de $#(% dar rec,ent se poate aunge la ,aloarea de&%# dupa cu aproimati, &%.! reducerea emisiilor de 2O din gaele de ardere ca urmare a scaderii temperaturilor din ocar# de la

(00 mg'2m3 la )00 mg'2m3

Conorm producatorului 6iemens# principalele beneicii ale utiliarii sistemului de reglare si

optimiare a arderii sunt;! reducerea O& pe baa unei arderi ec+ilibrateA! reducerea emisiilor de 2O din gaele de ardere! reducerea continutului de nearse in gura si cenusaA! reducerea consumului de carbuneA! reducerea debitelor de aer si gae arseA! reducerea puterii consumate de motoarele electrice ale ,entilatoarelor de aer si de gae arseA! cresterea eicientei caanului.! reducerea ,iteelor de curgere in caan! reducerea pana la eliminare a enomenului de guriicare! uniormiarea procesului de dilatare caan

!educerea ,iteelor de curgere in caan# contribuie la scaderea eroiunii elementelor supuse

impactului cu gaele de ardere; te,ile caanului# sicanele de uniormiare a curgerii prin caan# electroii

electroiltrelor# elementele instalatiei de desulurare# etc.A aceasta duce la cresterea iabilitatii caanului si

scaderea c+eltuielilor cu mentenanta.

!educerea pana la eliminare a enomenului de guriicare# datorita scaderii temperaturilor in ocar

duce la imbunatatirea sc+imbului de caldura in caan si la cresterea iabilitatii caanului# prin eliminarea

tensiunilor ce pot aparea ca urmare a dierentelor de dilatare intre partile componente ale caanului.


3/17


4/17

Calculul economiei de c9rbune# corespun9tor reducerii pierderilor de c9ldura prin nearse mecanic =#ne$a

2># este;

ΔBc Δq 4=0,193 kg /s

Calculul economiei de c9rbune# corespun9tor reducerii pierderilor de c9ldura cu gaele e,acuate la cos

=#ne$a 2># este;

ΔBc Δq 2=0,6 kg/ s

Calculul economiei de energie electrica# absorbita de motoarele electrice ale D4 si DG4 =#ne$a 2># este;

|¿VGA|=290,0+400,7=690,7 kW /h

|¿VA|+ ΔP¿ ΔP¿

Daloarea economiei anuale# la c9rbune =#ne$a 2># este;

Ecarbunevaloare =1.264 .489lei

Daloarea economiei anuale# obtinuta prin reducerea consumului de energie electrica

al motoarelor D4 si DG4 =#ne$a 2># este;

|¿VGA||¿VA|+ ΔP¿

ΔP¿∗7000∗10−3∗ Pret MWh=1.063 .678lei

Eenergievaloare=¿

otal economie anuala ;

Eanual= Ecarbunevaloare + Eenergie

valoare=2.328 .167lei(529.129 Euro)

2ota; calculele de eicienta economica s-au 9cut Finnd cont de parametri de la ultimele masuratori de

perormanta ale grupului nr. ( - 6.E. urceni.

&. Concluzii. 'ropuneri

4,nd in ,edere datele preentate si si conorm

calculelor de eicienta preentate# poate i recuperat in mai putin de ) ani.

/e asemenea propunem ca plata acestui sistem sa ie 9cuta anual din economia obtinuta prin

reducerea consumului de c9rbune si energie electrica.


5/17

#)E*# 1

$. :ormule de calcul pentru indicatorii q4 # q2 #|¿VA|

P¿#

|¿VGA|

P¿

1.1 'ierderea de caldura prin nearse mecanic ! q4

4ceasta pierdere se calculeaa# numai in caul unctionarii cu combustibil solid# cu urmatoarea ormula;

q4=

pS∗( a zg∗c zg∗Q sc zg

100−c zg+aev∗cev∗Qsc

ev

100−cev )∗ Ai PciS

∗100

[ ]

unde; p6 ? participatia calorica a combustibilului solid in combustibil total consumat in perioada

considerata# =pentru unctionarea numai pe carbune p6 $>A este data de relatia urmatoare;

−¿

∑i=1

Bi∗¿ P cii ¿

pS=BS∗ Pci

S

¿

unde;

Ii ? cantitatea din combustibilul iH consumata in perioada de calcul# in JtK sau Jmii 2m3KA

Is - cantitatea de combustibil solid consumata in perioada de calcul# in JtKA

Pcis

- puterea calorica inerioara a combustibilului solid consumat# in J"cal'"gKA


6/17

4i - continutul de cenusa din combustibilul solid consumat raportat la masa initiala# in J%KA

ag - raportul intre reiduul de ardere sub orma de gura si cantitatea totala de cenusa reultata in ocar# in

J%KA

ae, - raportul intre cantitatea de cenusa antrenata in gaele de ardere si cantitatea totala de cenusa reultata

in ocar# in J%KA ae,$00 - ag

cg - procentul de nearse din gura# in J%KA

ce, - procentul de nearse din cenusa etrasa la separatorul de cenusa# in J%KA

Qsc zg

- puterea calorica superioara raportata la masa combustibila a reiduurilor solide reultate din

ardere sub orma de gura# in J"cal'"gKA

Qscev

? putere calorica superioara raportata la masa combustibila a reiduurilor solide reultate din

ardere sub orma de cenusa in J"cal'"gKA

Qsc zg

si Qscev

se determina eperimental in unctie de tipul combustibilului solid.

6e pot accepta ,alori orientati,e Qscev

7000 "cal'"g indierent de tipul

combustibilului solid# iar Qsc zg

1(00 "cal'"g =pentru lignit>.

1.2. Calculul economiei de c+rbune corespunz+toare ! q4

Bcq4

= Bnearse

q4

100− A i∗100[kg /s]

unde;

∆ Bcq4

- economia de carbune corespunatoare ∆q)# in J"g'sKA

∆ Bnearseq4

? reducerea de nearse in cenusa corespunatoare ∆q)# in J"g'sKA este data de relatia;

Bnearseq4 =

Bcenusa∗q4

100

[kg/s ]

unde; Icenusa ? debitul de cenusa# in J"g'sKA este dat de relatia;

B cenusa=Bc∗ A

i

100[kg/s ]

q) ? reducerea pierderii de c9ldura prin nearse mecanic# in J%KA este data de relatia;


7/17

q) q4i

- q4d

J%K#

unde;

q4i

- pierderea de caldura prin nearse mecanic inainte de reglare si optimiare a arderii# inJ%KA

q4d

- pierderea de caldura prin nearse mecanic dupa reglare si optimiare a arderii# in J%KA

1.3. 'ierderea de c+ldura cu gazele de ardere eacuate la cos , q2

La arderea combinata a celor trei tipuri de combustibil =solid# lic+id# gaos> pierderea de c9ldura q& se

determina cu urm9toarea relatie;

q& q2S

q2 P

q2G

J%K#

unde;

q2S

- ponderea pierderilor de caldura B& corespun9toare combustibilului solid utiliat# in J%KA

q2 P

- ponderea pierderilor de caldura B& corespun9toare combustibilului lic+id utiliat# inJ%KA

q2G

- ponderea pierderilor de caldura B& corespun9toare combustibilului gaos utiliat# in J%K.

=pentru unctionarea numai pe c9rbune q2 P

0# q2G

0 si ps $>

4ceste pierderi se determina cu urmatoarele relatii;

q2=q

2

S=10−2∗ ! S∗(t g− t a )∗(100− q4 pS )∗ pS [ ]

unde;

tg ? temperatura gaelor de ardere la iesire din caan =dupa ultima supraata desc+imb de caldura - # in

J0CK

ta ? temperatura medie a aerului eterior in perioada de calcul# in J0CK

N 6 ? coeicient determinat cu o relatie de calcul stabilita pe bae statistice la unctionarea caanului pe

combustibil solid J%'0CK# este dat de relatia urmatoare;

! S=( 0,575" #2

+0,076)∗(1+5,85∗(100− Ai )

PciS )−0,0774 [℃ ]

unde;


8/17

CO& - continutul de dioid de carbon in gaele de ardere la iesire din caan =dupa ultima supraata de

sc+imb de caldura - PAR># in J%K.

1.". Calculul economiei de c+rbune corespunz+toare ! -q2

Bcq2=

Qga

4,1868∗ PciS [ kg/ s]

unde;

Q ga - economia de c9ldura cu reducerea pierderii de c9ldura q in J"'sKA este data

de relatia;

Qga=Qga

i ∗q2100

[kg /s]

unde;

Qqai

- caldura e,acuata la cos cu gaele de ardere inainte de regla si optimiare ardere# in J"'sKA este

data de relatia;

Qgai

$VGAi% &ga % cga

p%' ga

i [k( /s ]

unde;

$VGAi

- debitul de gae arse ,e+iculat prin ,entilatorul de gae nainte de regla si optimiare ardere# in

Jm3'sKA

&ga - densitatea gaelor de ardere# in J"g'm3KA &ga 0#703 kg/m3A

cqg p

- caldura speciica a gaelor de ardere la presiune constanta# in J"'"g NKA cqg p =1k( /kg!

' gai

- temperatura gaelor de ardere inainte de regla si optimiare ardere# in J0NKA

q& - reducerea pierderii de c9ldura cu gaele de ardere e,acuate la cos# in J%KA este data de relatia;

q& q2i - q2d J%K

unde;

q2i

- pierderea de caldura cu gaele de ardere e,acuate la cos inainte de reglare si optimiare a arderii# in

J%KA


9/17

q2d

- pierderea de caldura cu gaele de ardere e,acuate la cos dupa reglare si optimiare a arderii in J%KA

este data de relatia;

q2d=10−2∗ ! S∗(t gd−t a )∗(100−q4

d

pS )∗ p S [ ]unde;

t gd

- temperatura gaelor de ardere dupa regla si optimiare ardere# in J0CKA se determina presupunnd

presiunea constanta pe circuitul de gae arse;

)GAi

' gai = )GAd

' GAd

t gd

' GAd

- &73#$( ' gai% )GAd

)GAi - &73#$( J0CK

1.& 'uterea consumata de motoarele electrice ale entilatoarelor de aer !|¿VA| P¿

|¿VA|= PthVA:*VA

P¿

unde;

|¿

VA| P¿ - puterea absorbita =consumata> de motorul electric al DG4A

*VA - randamentul total al DG4


10/17

$aercazan - debitul total de aer intrat in caanA

$aercontrolat - debitul de aer controlat intrat in caan.

$aercazan= ,∗Bc

unde;

, - ,olumul teoretic de aer necesar arderii combustibilului# in J2m3'"gKA

B c - consumul de combustibil# in J"g'sK.

Dolumul teoretic de aer necesar arderii combustibilului se calculeaa cu urmatoarea relatie;

,=(1+0,00161∗ - )∗ .∗ ,in J2m3'"gK

unde;

- - umiditatea conFinuta in aer# in Jg'"gKA - $0 g'"gA

. - coeicientul de eces de aer# in J-K

,in - ,olumul minim teoretic de aer necesar arderii combustibilului# in J2m 3'"gKA este dat de relatia

urmatoare;

,in 0#( 0,241% Pci

S

1000J2m3'"gK#

in care PciS

- puterea caloriica inerioara a combustibilului utiliat# in J"'"gK.

1.. 'uterea consumata de motoarele electrice ale entilatoarelor de gaze arse !

|¿VGA|

P¿

|¿VGA|= Pth

VGA:*VGA

P¿

unde;


11/17

|¿VGA| P¿

- puterea absorbita =consumata> de motorul electric al DG4A

*VGA - randamentul total al DG4.


12/17

)GA0

$#37( 0,226 % Pci

S

1000 #

in care;

PciS


- - umiditatea continuta in aer# in Jg'"gKA - $0 g'"gA

. - coeicientul de eces de aer# in J-KA

,in - ,olumul minim teoretic de aer necesar arderii combustibilului# in J2m 3'"gKA este dat de relatia

urmatoare;

,in 0#( 0,241% Pci

S

1000J2m3'"gK#

in care;

PciS


#)E*# 2

&. Calculul indicatorilor q4 # q2 #|¿VA| P¿ #

|¿VGA| P¿

2.1. /ate de calcul inainte de reglarea si optimizarea arderii functionare pe carbune

6arcina medie bloc pe an; &(0MW

Ore de unctionare pe an; 7000 ore


13/17

/ebit combustibil solid; 31((& t'+

emperatura gaelor arse la cos; $(3 0C

Coeicientul de eces de aer# λ; $#3(

!aportul intre reiduul de ardere sub orma

de gura si cantitatea totala de cenusa

reultata in ocar =grad de retinere ocar># ag ; (%


14/17

¿10−2∗0,0655∗(153−9,9 )∗(100−2,41 )∗1

q2i=¿ 51&4

&.$.3.


15/17

Continutul de O& in gaele de ardere

dupa


16/17

&.&.).


17/17

Ecarbunevaloare=

(Bcq4+Bc

q 2)∗3600∗7000∗ PciS∗1

859,8∗1000∗ Pret carbune[ lei]

Ecarbunevaloare =

(0,193+0,6 )∗3600∗7000∗1755∗1859,8

∗1000

∗31=1.264 .489lei

Ecarbunevaloare =1.264 .489lei

3.(. Daloarea economiei anuale obtinuta prin reducerea consumului de energie electrica al motoarelor D4

si DG4

|¿VGA||¿VA|+ ΔP¿

ΔP¿∗7000∗10−3∗ Pret MWh [lei ]=1.063.678 lei Eenergievaloare=¿

3.1. otal economie anuala;

Eanual= Ecarbunevaloare + Eenergievaloare=2.328 .167lei(529.129 Euro)

2ota; calculele de eicienta s-au 9cut tinand cont de parametri urniati la masuratorile de perormanta

ale grupului nr. ( - 6.E. urceni.

Cresterea Eficientei -SRA--1_rev.1_19.06.2016 Revizuit - Copy

Documents

Transcript of Cresterea Eficientei -SRA--1_rev.1_19.06.2016 Revizuit - Copy