3Zakład Badawczo-Wdrożeniowy Techniki Cieplnej

ENERGOTEST

Mieczysław Świętochowski

51-511 Wrocław ul. Strachocińska 88b/3

Sprawozdanie NR 2/11/33ET

TEMAT:

Wykonanie pomiarów parametrów wentylatorów spalin na terenie Elektrociepłowni Siekierki w Warszawie na kotle nr 11 na potrzeby realizowanego przez Zlecającego zadania p.t. „Budowa katalitycznej instalacji odazotowania spalin w EC Siekierki”

Opracował: dr inż. Mieczysław Świętochowski

Wrocław, marzec 2011

SPIS TREŚCI

1. INFORMACJE WSTĘPNE.

1. INFORMACJE WSTĘPNE.

1. Podstawa wykonania pracy.

Podstawą wykonania pracy jest Zlecenie nr KO260-06000K1/1025/2010 wystawione przez Energomontaż-Północ S.A., 00-450 Warszawa, ul. Przemysłowa 30 dla Zakładu Badawczo-Wdrożeniowego Techniki Cieplnej "ENERGOTEST" Mieczysław Świętochowski, 51-511 Wrocław, ul. Strachocińska 88b/3.

1.2. Przedmiot i cel pracy.

Przedmiotem pracy są wentylatory ciągu (spalin) WCA i WCB kotła OP-380, K-11 zainstalowanego w Elektrociepłowni Siekierki. Zasadniczym celem było określenie parametrów pracy tych wentylatorów przy wydajności znamionowej kotła oraz aktualnych oporach aerodynamicznych kanałów spalinowych i ponadto określenie ewentualnych zapasów wydajności i sprężu wentylatorów pozwalających na pracę przy zwiększonych oporach kanałów po zakończeniu budowy planowanej inwestycji. Dodatkowym zadaniem było określenie parametrów pracy wentylatora ciągu w czasie pracy kotła na jednej nitce spalinowej, przy wyłączonym wentylatorze na drugiej nitce. Praca taka mogłaby wystąpić przy wydajności cieplnej kotła 60% wydajności znamionowej (opcjonalnie przy 55% wydajności cieplnej kotła).

Wg danych otrzymanych od Zlecającego szacunkowy wzrost oporów aerodynamicznych spowodowanych zabudową katalizatorów oraz zmianami w obrotowych podgrzewaczach powietrza wyniesie ok. 1800 Pa (minimum 1500 Pa).

Harmonogram szczegółowy realizowanej pracy przewidywał:

I. Zakres prac wstępnych:

Sprawdzenie króćców pomiarowych na obiekcie, w przypadku ich braku wyznaczenie usytuowania ich na obiekcie, dostarczenie dokumentacji króćców.

II. Zakres prac pomiarowych

1. Pomiar przy pełnej mocy kotła K11 i równomiernym obciążeniu wydajnością obu wentylatorów spalin określający - wydajność, ciśnienie całkowite na wlocie i wylocie z wentylatorów, spiętrzenie,  gęstość spalin, otwarcie kierownic wg wskaźnika w nastawni każdego z wentylatorów, pobór mocy i sprawność. Wyniki w wartościach rzeczywistych i przeliczone na znamionową gęstość spalin, dane paliwa w celu oceny możliwości zmian potrzebnej wydajności i spiętrzenia przy zmianie paliwa.

2. Pomiar przy pełnej mocy kotła K11 i równomiernym obciążeniu wydajnością obu wentylatorów spalin przy zwiększonych oporach sieci zrealizowanych poprzez dławienie przepływu spalin klapą zabudowaną na kanałach spalin przed elektrofiltrem określający parametry tak jak dla punktu 1.

3. Pomiar przy wydajności cieplnej kotła ok. 60% obciążenia znamionowego i pracy jednego wentylatora spalin przy wyłączonym drugim wentylatorze.

4. Uproszczone pomiary kotła dla wariantu pomiarowego wentylatorów, bilansowe określenie sprawności kotła, zużycia paliwa w celu określenia strumieni spalin za kotłem w zależności od paliwa, temperatury wody zasilającej, nadmiarów powietrza w procesie spalania - cel: określenie wymaganych parametrów wentylatorów spalin dla optymalnej pracy kotła.

Zakres prac dla jednego wentylatora i wariantu pomiarowego:

- pomiar ciśnienia statycznego na ssaniu i tłoczeniu,

- pomiar parametrów spalin przed wentylatorami, analiza składu + temperatura,

- pomiar strumienia czynnika przed wentylatorem (sondowanie sondą Prandtla przez króćce pomiarowe w kanałach ssawnych wentylatorów)

- pomiar mocy pobieranej przez silniki wentylatorów- watomierzami w rozdzielni elektr.,

- wykonanie obliczeń: wydajności, sprężu, mocy na wale wentylatora oraz sprawności,

- oznaczenie punktu pracy na charakterystyce fabrycznej wentylatora,

III. Wykonanie sprawozdania, opracowanie wniosków i zaleceń eksploatacyjnych.

1.3. Przebieg realizacji.

Pomiary ostatecznie wykonano w dniu 11.02.2011r. wg zatwierdzonego przez Zleceniodawcę i Elektrociepłownię poniższego harmonogramu.

Szczegółowy harmonogram prac:

11.02.2011r. godz. 7 ÷ 9 prace formalne, podpinanie aparatury pomiarowej,

11.02.2011r. godz. 10 ÷ 12 pomiary wentylatora WCA przy zaniżonej mocy kotła, EC

wyraziło zgodę na wydajność kotła D=239 t/h, natomiast nie wyraziło zgody na wyłączenie wentylatora WCB oraz na dławienie przepływu spalin przy tej wydajności. Wentylator WCB pracował przy zamkniętej kierownicy. Przy tej wydajności kotła udało się otworzyć kierownicę wentylatora WCA na 100% (m.in. poprzez zwiększenie nadmiaru powietrza w palenisku).

11.02.2011r. godz. 12 ÷ 14 pomiary wentylatorów przy pełnej mocy kotła, Wydajność kotła ok. 380 t/h (dla twz ≥ 200^oC).Wentylatory spalin na wysokich obrotach, kierownice wentylatorów przymknięte dla utrzymania właściwego podciśnienia w komorze paleniskowej.

11.02.2011r. godz. 14÷ 17 Wydajność kotła ok. 380 t/h (dla twz ≥ 200^oC )

Wentylatory spalin na wysokich obrotach, stopniowe dławienie klap (na zmianę lewa i prawa) zainstalowanych przed elektrofiltrem aż do uzyskania podciśnienia przed wentylatorami spalin o 1500÷1800 Pa większego niż bez dławienia lub do pełnego otwarcia kierownic wentylatorów spalin.

1.4. Opis badanego obiektu.

Badanym obiektem był kocioł parowy OP-380 K-11 z wtórnym przegrzewem pary wykonany całkowicie ze ścian szczelnych współpracujący z turbozespołem w systemie blokowym. Z kotłem współpracują cztery młyny kulowo-misowe MKM-25, dwa wentylatory powietrza typu WOR-1700/1000 i dwa wentylatory wyciągowe spalin typu BAB-120. Kocioł wyposażony jest w dwa obrotowe podgrzewacze powietrza typu BD 25 x 1600.

Parametry pracy kotła OP-380Wydajność max. trwała /WMT/ 380 t/h

Maksymalne przeciążenie przy twz=227⁰C 400 t/h

Zakres obciążeń z pełnym przegrzewem pary świeżej 60-100% WMT

Wydajność minimalna bez palników olejowych 210 t/h (55% WMT)

Ciśnienie robocze w walczaku 15.1 MPa

Ciśnienie na wylocie z kotła /para pierwotna/ 13.53 MPa

Ciśnienie obliczeniowe kotła 15.89 MPa

Temp.pary przegrzanej na wylocie z przegrzewacza 540/540°C

Temp. wody zasilającej przy WMT /bez regeneracji 140/227°C

Ilość pary wtórnej na wlocie do kotła 353 t/h

Ilość pary wtórnej na wylocie z kotła 360 t/h

Ciśnienie pary wtórnej na wlocie do kotła 2.8 Mpa

Ciśnienie pary wtórnej na wylocie z kotła 2.6 Mpa

Temperatura pary wtórnej na wlocie do kotła 335^oC

Charakterystyka paliwa

Paliwo gwarancyjne - węgiel kamienny

Wartość opałowa 21500 kJ/kg

Zawartość popiołu do 24.5 %

Wilgotność całkowita do 9.5 %

Zawartość siarki do 1%

Zawartość części lotnych w paliwie roboczym 25.5 %

Paliwo graniczne- węgiel kamienny o wartości opałowej : 18800 kJ/kg, zawartości popiołu do 25 % oraz wilgoci do 15 %.

Dane techniczne wentylatorów spalin ( ciągu ),

- wytwórca Fabryka FAWENT w Chełmie Śląskim ilość sztuk na kocioł 2- typ wentylatora BAB-120- wydajność (obroty wysokie/niskie) Qv = 112 m³/s / 96 m³/s

- spiętrzenie Pc = 3080/4840 Pa przy gęstości ρ = 0.9 kg/m3

- obroty n = 590/740 obr/min

- typ silnika elektrycznego SzJr- 148/10s

- moc silnika N = 400/750 kW; przy napięciu sieci 6kV

- wymiary kołnierza wlotowego : 6500x1625 mm

- wymiary kołnierza wylotowego: 2610x1385 mm

Rys. 1 Układ pomiarowy badanych wentylatorów typu BAB 120

1.4. Opis pomiarów

Badania wykonała grupa pomiarowa firmy "EnergoTest" pod kierownictwem dr inż. Mieczysława Świętochowskiego. Osoby wykonujące bezpośrednio pomiary posiadają niezbędne Zaświadczenia Kwalifikacyjne wydane przez URE we Wrocławiu.

Pomiary aerodynamiczne wentylatorów wykonano w oparciu o Polską Normą BN-76/1388-06 pt.: "Wentylatory kotłowe. Pomiary aerodynamiczne" starając się zminimalizować nieuniknione w warunkach ruchowych od niej odstępstwa. Chodzi tu o brak na badanych obiektach a wymaganych normą prostych odcinków kanałów niezbędnych do pomiaru prędkości przepływu.

Pomiary przeprowadzono w czasie zwykłej pracy kotła, tzn. po ustabilizowaniu się obciążenia pomiarowego wentylatory na czas pomiaru wyłączane były z automatyki.

W czasie pomiarów kocioł nadzorowany był przez swoją stałą obsługę, która utrzymywała parametry pracy urządzeń kotłowych zgodnie z programem badawczym ustalonym przez grupę pomiarową. Przed przystąpieniem do pomiaru kocioł doprowadzany był do stanu równowagi cieplnej.

Podstawowe parametry pracy kotła odczytywano z aparatury kontrolno-pomiarowej w nastawni kotła.

W czasie pomiaru wyznaczano poszczególne wielkości charakterystyczne w następujący sposób:

• strumień objętości - za pomocą pomiaru ciśnienia dynamicznego ( wysokość spiętrzenia mierzono mikromanometrem Recknaglea) i statycznego (U-rurka z wodą destylowaną) sondą spiętrzającą Prandtla w przekrojach pomiarowych usytuowanych na dostępnym prostym odcinku kanału (zgodnie z rys.2 normy [2]).

• ciśnienie statyczne w przekroju sondowania oraz przed i za wentylatorem obliczano z pomiaru wysokości słupa cieczy manometrycznej, wykorzystano U-rurki napełnione wodą destylowaną. Króćce do pomiaru ciśnienia statycznego na wlocie i wylocie wentylatora umieszczone były w pobliżu prostokątnych kołnierzy wlotowego i wylotowego (po 5 króćcy od strony wentylatora).

• temperaturę powietrza zewnętrznego i tłoczonego - mierzono termometrem rtęciowym.

• ciśnienie otoczenia - za pomocą barometru rtęciowego.

• moc pobierana przez silnik wentylatora za pomocą watomierzy klasy 0.2, w układzie pośrednim w obwodach wtórnych prądu i napięcia rozdzielni 6 kV. Watomierze w układzie Arona.

• moc na wale wentylatora określano poprzez uwzględnienie katalogowej sprawności silników.

• obroty wentylatora - przy pomocy tachometru cyfrowego (digital photo-contact tachometer).

2. WYNIKI POMIARÓW ORAZ ICH ANALIZA

2.1. Wyniki pomiarów

Na podstawie danych z pomiarów przy pomocy programu komputerowego (program wykonany przez autora sprawozdania wykorzystujący metodykę obliczeń i wzory z normy BN-76/1388-06 - do wglądu u autora) dokonano obliczeń podstawowych wielkości charakteryzujących pracę wentylatorów, których wyniki (przy 64% obciążeniu kotła (WCA), znamionowej mocy kotła oraz pełnym dławieniu podano w tabelach i na wykresie:

• tabela 1 - podstawowe parametry pracy kotła w czasie pomiarów wentylatorów spalin

• tabela 2 - wyniki obliczeń sprawdzających - bilansowych kotła w czasie pomiarów wentylatorów ciągu.

• tabela 3 - zestawienie wyników pomiarów lewego wentylatora ciągu (WCA) kotła nr 11 w Elektrociepłowni Siekierki.

• tabela 4 - zestawienie wyników pomiarów prawego wentylatora ciągu (WCB) kotła nr 11 w Elektrociepłowni Siekierki.

• rys. 2 - zestawienie charakterystyk oporów sieci dla wentylatorów spalin WCA i

WCB kotła K-11 w EC Siekierki obecnych i po zrealizowaniu planowanej inwestycji.

Tabela 3. Zestawienie wyników pomiarów lewego wentylatora ciągu (WCA) kotła nr 11 w Elektrociepłowni Siekierki.

L.p.	Opis	Symb	Jedno	Wyniki pomiarów
1.	Nr pomiaru	-	-	1	2	3	4	5	6
2.	Data pomiarów			11.02.11	11.02.11	11.02.11	11.02.11
3.	Moc bloku	N	MW	47.6	79.7	79.7
4.	Wydajność parowa kotła	D	kg/s	239	380	380
5.	Otwarcie łopatek kierownicy	kier	%	101	64	100
6.	Średnia prędkość w kanale:	w	m/s	15.98	11.18	11.52
7.	Wydajność objętościowa wentylatora	Qv	m^3/s	159.98	111.96	115.32
8.	Temp. sondowanego czynnika:	tsp	^oC	166	124	126
9.	Gęstość sondowanego czynnika	ρsp	kg/m^3	0.8134	0.8995	0.8949
11.	Wydajność wentylat.-warunki norm.	Qvn	nm^3/s	97.17	75.66	75.67
12.	Wydajność masowa wentylatora	Qm	kg/s	130.13	100.7	103.21
13.	Ciśnienie statyczne na ssaniu:	Pss	Pa	-2 087	-1 578	-3 881
14.	Ciśnienie statyczne na tłoczeniu	Pst	Pa	-29	137	-59
15.	Spiętrzenie statyczne	ΔPs	Pa	2 058	1 715	3 822
16.	Spiętrzenie całkowite	ΔPc	Pa	2 757	2.094	4 219
17.	Użyteczny przyrost energii	Δec	J/kg	3 376	2 319	4 661
18.	Moc użyteczna wentylatora	Nuż	kW	441	233.5	481.1
19.	Sprawność wentylatora	w	%	73.23	59.49	81.72
20.	Moc pobierana przez silnik	Ns	kW	642	420	630
21.	Napięcie prądu	U	V	6300	6300	6300
22.	Natężenie prądu	I	A	75	60	75
23.	Współczynnik mocy	cos	-	0.778	0.632	0.769
24.	Zredukowane spiętrzenie (ρpow=0,9 kg/m^3)	ΔPczre	Pa	3 050	2 095	4 243
25.	Zredukowana moc silnika wentylator.	Nszred	kW	710	420,2	634
26.	Sprawność silnika elektrycznego	sel	%	0.9345	0.9345	0.9345
27.	Sprawność zespołu wentylator+silnik	zesp	%	68.48	55.59	76.37
28.	Bezwzględny błąd pomiaru wydajności	V	m^3/s	1.9	1.5	1.5
29.	Bezwzględny błąd pomiaru sprężu	ΔPc	Pa	31	25	44
30.	Bezwzględny błąd wyzn. sprawności	w	%	1.7	1.4	1.8

Tabela 3. Zestawienie wyników pomiarów lewego wentylatora ciągu (WCA) kotła nr 11 w Elektrociepłowni Siekierki.

L.p.	Opis	Symb	Jedno	Wyniki pomiarów
1.	Nr pomiaru	-	-	1	2	3	4	5	6
2.	Data pomiarów			11.02.11	11.02.11	11.02.11	11.02.11
3.	Moc bloku	N	MW	47.6	79.7	79.7
4.	Wydajność parowa kotła	D	kg/s	239	380	380
5.	Otwarcie łopatek kierownicy	kier	%	101	64	100
6.	Średnia prędkość w kanale:	w	m/s	15.98	11.18	11.52
7.	Wydajność objętościowa wentylatora	Qv	m^3/s	159.98	111.96	115.32
8.	Temp. sondowanego czynnika:	tsp	^oC	166	124	126
9.	Gęstość sondowanego czynnika	ρsp	kg/m^3	0.8134	0.8995	0.8949
11.	Wydajność wentylat.-warunki norm.	Qvn	nm^3/s	97.17	75.66	75.67
12.	Wydajność masowa wentylatora	Qm	kg/s	130.13	100.7	103.21
13.	Ciśnienie statyczne na ssaniu:	Pss	Pa	-2 087	-1 578	-3 881
14.	Ciśnienie statyczne na tłoczeniu	Pst	Pa	-29	137	-59
15.	Spiętrzenie statyczne	ΔPs	Pa	2 058	1 715	3 822
16.	Spiętrzenie całkowite	ΔPc	Pa	2 757	2.094	4 219
17.	Użyteczny przyrost energii	Δec	J/kg	3 376	2 319	4 661
18.	Moc użyteczna wentylatora	Nuż	kW	441	233.5	481.1
19.	Sprawność wentylatora	w	%	73.23	59.49	81.72
20.	Moc pobierana przez silnik	Ns	kW	642	420	630
21.	Napięcie prądu	U	V	6300	6300	6300
22.	Natężenie prądu	I	A	75	60	75
23.	Współczynnik mocy	cos	-	0.778	0.632	0.769
24.	Zredukowane spiętrzenie (ρpow=0,9 kg/m^3)	ΔPczre	Pa	3 050	2 095	4 243
25.	Zredukowana moc silnika wentylator.	Nszred	kW	710	420,2	634
26.	Sprawność silnika elektrycznego	sel	%	0.9345	0.9345	0.9345
27.	Sprawność zespołu wentylator+silnik	zesp	%	68.48	55.59	76.37
28.	Bezwzględny błąd pomiaru wydajności	V	m^3/s	1.9	1.5	1.5
29.	Bezwzględny błąd pomiaru sprężu	ΔPc	Pa	31	25	44
30.	Bezwzględny błąd wyzn. sprawności	w	%	1.7	1.4	1.8

2.2. Omówienie wyników pomiarów.

2.2.1 Uwagi ogólne

Zadaniem wentylatorów ciągu jest odprowadzenie spalin z kotła do komina oraz zabezpieczenie stabilnego podciśnienia w palenisku na poziomie określonym przez projektanta kotła. W żadnym przypadku wentylatory spalin nie mogą być ograniczeniem w osiąganiu znamionowej mocy kotła.

Wielkość strumienia masy spalin na wlocie do wentylatora ciągu powiązana jest z maksymalną żądaną wydajnością cieplną kotła, z charakterystyką spalanego paliwa (a przede wszystkim jego wilgotnością), nadmiarem powietrza w spalinach (szczelnością kotła i kanałów) i temperaturą spalin.

Znamionowa wydajność cieplna omawianego kotła wynosi 314,82 MW. Obliczeniowy strumień masy spalin dla warunków znamionowych i szczelnego kotła (O₂ = 6% przed WC) oraz przeciętnego węgla (Q_wr = 21 214 kJ/kg i zawartości wilgoci równej 12%) wynosi : Qvn = 131.8 nm³/s (Qv = 192 m³/s dla ρ= 0.9 kg/m³), w obliczeniach uwzględniono aktualną nieszczelność obrotowych podgrzewaczy powietrza, ocenionych tu na ok. 6% wg ASME. W warunkach pomiarowych (przy wyższej zawartości tlenu przed WC, O₂ =7.47%) obliczeniowy przepływ spalin wynosił Qvn = 142,7nm³/s (Qv = 207 m³/s dla ρ= 0.9 kg/m³). Spiętrzenie całkowite uzyskiwane przez omawiane wentylatory przy znamionowej wydajności kotła i obecnych oporach aerodynamicznych kanałów wynosi Pc = 2103 Pa (Pss = -1652 Pa). Planowany szacunkowy wzrost oporów aerodynamicznych kanałów spalin po zabudowie katalizatorów wynosi ok. 1800 Pa (minimum 1500 Pa).

Ustalając optymalne zamówieniowe parametry pracy wentylatorów (po zakończeniu planowanej inwestycji) należałoby uwzględnić pewien chociaż minimalny zapas, i tak najczęściej przyjmuje się: dla wydajności ok 5% zapas oraz dla spiętrzenia 10%. Uwzględniając w.w. zapasy jako optymalne znamionowe parametry pracy wentylatora spalin proponujemy uznać

- wydajność : Qvn = 80 nm3/s (Q_v = 116 m³/s przy ρ = 0,9 kg/m³)

- spiętrzenie całkowite: Pc = 4000 Pa.

Uzyskane wyniki pomiarów wentylatorów spalin kotła 11 upoważniają do wydania opinii, iż omawiane wentylatory w obecnym stanie zapewnią w.w. parametry pracy.

Natomiast czy badane wentylatory zapewnią poprawną pracę kotła, po modernizacji, przy minimum technicznym i wyłączonym jednym ciągu na podstawie przeprowadzonych pomiarów wiążącej opinii wydać nie można.

Elektrociepłownia Siekierki wyraziła zgodę na zaniżenie wydajności kotła tylko do 240 t/h pary świeżej, co stanowi ponad 64% WMT, natomiast nie wyraziła zgody na wyłączenie wentylatora WCB oraz na dławienie przepływu spalin przy tej wydajności. Wentylator WCB pracował przy zamkniętej kierownicy. Ponieważ taki układ pomiarowy nie dawał istotnych informacji (WCA pracował przy otwartej kierownicy na ok. 85%) zdecydowano się na doprowadzenie do pełnego otwarcia kierownicy WCA (m.in. poprzez zwiększenie nadmiaru powietrza w palenisku) przez co zyskano cenny trzeci punkt charakterystyki badanych wentylatorów.

Strumienie spalin dla minimum technicznego kotła jak też dla jego dopuszczalnego przeciążenia wyliczono z bilansów cieplnych omawianego kotła, tabela 2.

Dla 105,9% Qzn Vsp = 162,6 nm³/s (O₂ = 8,1%) ÷ 141,1 nm³/s (O₂ = 6,0%)

Dla 60% Qzn Vsp = 106,4 nm³/s (O₂ = 9,5%) ÷ 88,1 nm³/s (O₂ = 7,0%)

Dla 55% Qzn Vsp = 97,4 nm³/s (O₂ = 9,5%) ÷ 80,6 nm³/s (O₂ = 7,0%)

Jak widać z powyższego masowe strumienie spalin zależą w istotnym stopniu od zawartości tlenu w spalinach przed WC, zawartość tlenu w spalinach zależy od szczelności kotła i od sposobu jego prowadzenia, optymalizacji pracy kotła.

Na wykresie nr 2 pionowymi różowymi liniami naniesiono zakres możliwych strumieni spalin dla minimum technicznego kotła (55% Qzn). Moim zdaniem przy zawartości tlenu w spalinach przed WC na poziomie 7% (strumień spalin Vsp = 80,6 nm³/s , 117,2 m³/s) badane wentylatory mogłyby pracować po ukończonej modernizacji przy wyłączonej jednej nitce, przy wyższych zawartościach tlenu w spalinach raczej nie.

Przy 106% Qzn wentylatory spełnią stawiane im zadanie.

2.2.2 Warunki pomiaru wentylatorów.

W tabeli 1 podano podstawowe parametry pracy kotła w czasie wykonywania pomiarów, podane są też parametry pracy samych wentylatorów odczytywane w nastawni bloku jak również parametry spalin i powietrza w obrębie obrotowych podgrzewaczy powietrza. W czasie pomiarów spalany był węgiel o wartości opałowej ok. Qwr= 21 214 kJ/kg, zawartości popiołu ok. Ar=20% oraz wilgoci ok. Wr=12%.

Na podstawie tych pomiarów dokonano obliczeń bilansowych kotła jak też bilansu i szczelności podgrzewaczy powietrza. Wyniki tych obliczeń zamieszczono w tabeli 2.

2.2.3. Szczelność podgrzewacza powietrza.

Na podstawie danych zawartych w tabeli 1 wyliczono szczelność podgrzewaczy wg ASME oraz w nawiasach podano procentowe przessanie powietrza do spalin. Z danych pomiarowych widać, że przyrost zawartości tlenu w spalinach w obrębie podgrzewaczy wynosi poniżej 1% i należy je ocenić jako bardzo szczelne.

2.2.4. Wentylatory spalin, WCA

Przy wydajności kotła 380 t/h (tabela 1) wentylatory spalin pracując na obrotach 740 obr/min miały wysterowane kierownice odpowiednio lewy na 64% i prawy na 67%. Pracując przy niskim spiętrzeniu (P ok. 2100 Pa) miały też niską sprawność, lewy 59.5% i prawy 64.2%, tabela 3 i 4.

Dławiąc klapami przed elektrofiltrem aż do 100% otwarcia kierownic zwiększono ich spręż : dla lewego do Pc= 4243 Pa i prawego do 3830 Pa przy wydajności : 75.67 nm³/s (115,3m³/s) - wentylator lewy i 79.5 nm³/s (130,0 m³/s) - wentylator prawy.

Na wykresie, rys. 2, widać że punkty pracy badanych wentylatorów przy 100% otwarciu charakterystyk (otrzymane w czasie ich dławienia) leżą co prawda poniżej charakterystyki katalogowej ale na tyle wysoko aby spełnić stawiane im wymagania po skończeniu realizowanej modernizacji.

Sprawność wentylatorów w tych punktach jest też wysoka bo 81.7% wentylatora lewego i 80.3% wentylatora prawego. Silniki wentylatorów obciążyły się do mocy: wentylator WCA 630 kW (wg nastawni 82% Pn) i WCB 606 kW (wg nastawni 81%), więc do mocy znamionowej wynoszącej 750 kW mamy tu zapasy powyżej 100 kW.

3. PODSUMOWANIE

1. Jako optymalne znamionowe parametry pracy wentylatorów spalin kotła K11 (po zakończeniu planowanej inwestycji) po uwzględnieniu minimalnych zapasów (dla wydajności ok 5% i dla spiętrzenia ok. 10%) proponujemy uznać:

- wydajność : Qvn = 80 nm3/s (Q_v = 116 m³/s przy ρ = 0,9 kg/m³)

- spiętrzenie całkowite: Pc = 4000 Pa.

2. Uzyskane wyniki pomiarów wentylatorów spalin kotła upoważniają do wydania opinii, iż omawiane wentylatory w obecnym stanie zapewnią osiągnięcie w.w. parametrów pracy.

3. Dławiąc przepływ spalin klapami przed elektrofiltrem do 100% otwarcia kierownic wentylatorów uzyskano spręż : dla lewego do Pc= 4243 Pa i prawego do 3830 Pa przy wydajności : 75.67 nm³/s (115,3m³/s) - wentylator lewy i 79.5 nm³/s (130,0 m³/s) - wentylator prawy. Na wykresie, rys. 2, widać że punkty pracy badanych wentylatorów przy 100% otwarciu charakterystyk (otrzymane w czasie ich dławienia) leżą co prawda poniżej charakterystyki katalogowej ale na tyle wysoko aby spełnić stawiane im wymagania po skończeniu realizowanej modernizacji.

4. Sprawność wentylatorów w tych punktach jest wysoka : 81.7% wentylatora lewego i 80.3% wentylatora prawego. Silniki wentylatorów obciążyły się do mocy: wentylator WCA 630 kW (wg nastawni 82% Pn) i WCB 606 kW (wg nastawni 81%), więc do mocy znamionowej wynoszącej 750 kW mamy tu zapasy powyżej 100 kW.

5. Przy 106% Qzn wentylatory spełnią stawiane im zadanie.

6. Natomiast czy badane wentylatory zapewnią poprawną pracę kotła, po modernizacji, przy minimum technicznym i wyłączonym jednym ciągu na podstawie przeprowadzonych pomiarów wiążącej opinii wydać nie można. Na wykresie nr 2 pionowymi różowymi liniami naniesiono zakres możliwych strumieni spalin dla minimum technicznego kotła (55% Qzn). Moim zdaniem przy zawartości tlenu w spalinach przed WC na poziomie 7% (strumień spalin Vsp = 80,6 nm³/s , 117,2 m³/s) badane wentylatory mogłyby pracować po ukończonej modernizacji przy wyłączonej jednej nitce, przy wyższych zawartościach tlenu w spalinach raczej nie.

4. LITERATURA

1.Norma BN-76/1388-05; "Wentylatory kotłowe-podstawowe wymagania i badania".

2.Norma BN-76/1388-06; "Wentylatory kotłowe-pomiary aerodynamiczne".

3. Norma PN-72/M-34128."Kotły parowe: wymagania i badania odbiorcze" .

4. Norma międzynarodowa ASME -PTC 4.3-1968.

Zespół badawczy :

dr inż. Mieczysław ŚWIĘTOCHOWSKI

dr inż. Przemysław BUKOWSKI

Bartosz Ząb

Odbiorcy:

1.Zamawiający 3 egz

2. Autorzy 1 egz

RAZEM: 4 egz

Raport zakończono

3 marca 2011 r.

2

---