Analiza cieplno-wytrzymałościowa rozruchu kotła parowego na przykładzie kotła OP-650

• Autorzy: Pilarczyk M. , Węglowski B.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2014.8

Warianty tytułu

EN

The thermal and structural analysis of steam boiler start-up on the example of OP-650 power unit

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analizę typowego rozruchu kotła parowego OP-650. Omówiono zmiany w czasie ciśnienia oraz temperatur na zewnętrznej powierzchni walczaka i komory wylotowej pary świeżej. Wymienione parametry mierzono za pomocą systemu monitorującego SCADA. Na podstawie analizy odwrotnej przewodzenia ciepła określono temperaturę wewnętrznej powierzchni ścianek kotła. Dla otrzymanych zmian temperatury oraz ciśnienia możliwe było obliczenia obwodowych i zredukowanych naprężeń, które porównano z normami dotyczącymi projektowania grubościennych elementów ciśnieniowych. Określone wartości naprężeń obwodowych i zredukowanych były 2-5 razy niższe od wartości naprężeń dopuszczalnych. Na tej podstawie stwierdzono, że możliwe jest przyspieszenie rozruchu kotła OP-650.

EN

The paper presents the analysis of a typical start-up of power boiler OP-650. The time variations of pressure and wall temperatures measured on the outer surface of pressure elements (boiler drum, live steam outlet header) were discussed. These process parameters were obtained using SCADA monitoring system. Based on the solution of the inverse he at conduction problem the temperatures of the inner wall surface were determined. For the obtained temperature and pressure variations it was possible to calculate the circumferential and equivalent stresses that were compared with the design standards for the thick-walled pressure components. The determined circumferential and equivalent stresses values were 2 to 5 times lower than the allowable stresses. Based on the comparison it was concluded that there is the possibility of accelerated start-up procedure for boiler OP-650.

Słowa kluczowe

PL

kocioł energetyczny; naprężenia cieplne; szybkość nagrzewania; elementy kryterialne; rozruch

EN

steam boilers; thermal stresses; heating rate; criterial elements; boiler start-up

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 86 [290], nr 1
• Strony: 67--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pilarczyk M.

• Politechnika Krakowska, Al. J. Pawła II 37, 31-864 Kraków

autor

Węglowski B.

• Politechnika Krakowska, Al. J. Pawła II 37, 31-864 Kraków

Bibliografia

• 1. Cisek P.: Elektryczne ogrzewanie akumulacyjne budynków, Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, 6 (2014) 218-225.
• 2. Cwynar L.: Rozruch kotłów parowych, WNT, Warszawa 1981.
• 3. European Standard, EN 12952-3, Water-tube boilers and auxiliary installations – Part 3: Design and calculation for pressure parts. CEN – European Committee for Standarization, rue de Stassart 36, B-1050 Brussels, 25. July 2001.
• 4. Instrukcja kotła OP-650.
• 5. Majcher A., Węglowski B., Ocłoń P.: monitoring of the stress state in the boiler drum using finite element method, Adv. Mat. Research, 875 (2014) 1176-1182.
• 6. Ocłoń P., Taler J.: Mixed finite volume and finite element formulation: Linear Quadrilateral Elements, Encyclopedia of Thermal Stresses, Edited by Richard B. Hetnarski, Springer, Dordrecht Heidelberg New York London, vol. 6, pp. 3070-3086.
• 7. Taler J., Duda P., Węglowski B.: Thermal-strength monitoring and remnant lifetime assessment of pressure components of power steam boilers (Chapter 6), Diagnostics of new-generation thermal power plant, PAN, Gdańsk 2008, pp. 252-338.
• 8. Taler J., Dzierwa P.: Optymalizacja nagrzewania elementów ciśnieniowych kotła w czasie rozruchu, Zagadnienia projektowania i eksploatacji kotłów i turbin do nadkrytycznych bloków węglowych, Praca zbiorowa pod redakcją G. Kosmana, A. Rusina, J. Talera, M. Pawlika, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2010.
• 9. Taler,J., Ocłoń P.: Finite Element Method in Steady-State and Transient Heat Conduction, Encyclopedia of Thermal Stresses, Edited by Richard B. Hetnarski, Springer, Dordrecht Heidelberg New York London, vol. 4, pp. 1604-1633.
• 10. Taler J., Węglowski B., Sobota T., Jaremkiewicz M., Taler D.: Inverse space marching method for determining temperature and stress distributions in pressure components. In: Marco Aurèlio dos Santos Bernardes (ed) Developments in heat transfer, Intech, Rijeka 2011, pp. 273-292.
• 11. Taler J., Węglowski B., Zima W., Grądziel S., Zborowski M.: Analysis of thermal stresses in boiler drum during start-up, Trans. ASME, J. Pressure Vessel Technol., 121 (1999) 84-93.
• 12. Węglowski B.: Blok ograniczeń termicznych energetycznych kotłów parowych, Zeszyty naukowe Politechniki Krakowskiej seria Mechanika, Kraków 2001.
• 13. Węglowski B.: Monitorowanie pracy walczaka kotła OP-230, Systemy, technologie i urządzenia energetyczne, Monografia pod redakcją J. Talera, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2010, Tom I, str. 193-202.
• 14. Węglowski B.: Rozruch i wyłączanie kotła z ruchu, Procesy cieplne i przepływowe w dużych kotłach energetycznych, Monografia pod redakcją Jana Talera, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2011, str. 385-404.
• 15. Węglowski B., Ocłoń P.: Analysis of operating conditions for pressure components of steam boilers, Rynek Energii, 6 (2012) 99-106.
• 16. Węglowski B., Ocłoń P., Pilarczyk M., Majcher A.: Stress analisys for the start-up operation on the example of OP-210 boiler drum, Problemy Eksploatacji, 2 (2013)19-28.